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公开(公告)号：CN113690311B
公开(公告)日：2023-04-25
申请号：CN202111000737.X
申请日：2021-08-30
Applicant: 电子科技大学
IPC: H01L29/778 , H01L29/872
Abstract: 本发明属于功率半导体技术领域，涉及一种集成续流二极管的GaN HMET器件。本发明主要特征在于：器件正向导通时，肖特基二极管处于关断状态，一方面利用肖特基金属与半导体之间的功函数差，耗尽阳极区域的二维电子气，另一方面利用阳极区域部分保留的介质层，降低肖特基二极管关断时的泄漏电流；器件反向续流时，肖特基阳极侧壁与二维电子气(2DEG)直接接触，有利于降低反向传导损耗；绝缘栅极结构允许器件在具有较厚势垒层的情况下，实现增强型HEMT，有利于降低正向导通电阻以及增强器件的栅控能力；集成的肖特基二极管与GaN HEMT在漏极一侧共享漂移区，相较于并联二极管实现续流，有利于减小器件面积和寄生参数以及降低正向传导与反向传导时的导通电阻。
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公开(公告)号：CN113611742B
公开(公告)日：2023-04-25
申请号：CN202110907784.6
申请日：2021-08-09
Applicant: 电子科技大学
IPC: H01L29/778 , H01L29/06
Abstract: 本发明属于功率半导体技术领域，涉及一种集成肖特基管的GaN功率器件。在正向导通时，集成肖特基管处于关断状态；在反向续流时，集成肖特基管导通，具有低的导通压降及快的反向恢复特性，同时减少了器件面积；P型GaN栅极耗尽栅下二维电子气，结合具有孔隙的P型高掺杂GaN阻挡层，实现增强型垂直器件；P型高掺杂GaN阻挡层调制电场分布，实现高耐压；三栅结构可以提供更强的栅控能力，提高器件开关速度。
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公开(公告)号：CN113594248A
公开(公告)日：2021-11-02
申请号：CN202110879952.5
申请日：2021-08-02
Applicant: 电子科技大学
IPC: H01L29/778 , H01L29/872
Abstract: 本发明属于功率半导体技术领域，涉及一种具有集成续流二极管的双异质结GaN HEMT器件。通过嵌入具有极化结的肖特基势垒二极管(SBD)进行反向续流，与外部反向并联续流二极管的器件相比，该结构在降低器件反向导通压降和寄生效应的同时，显著减小了整个器件的面积；在正向阻断状态，AlGaN/GaN HEMT两个异质界面处留下带有正/负电性的固定极化电荷削弱电场尖峰，改善电场集中效应，调制器件漂移区电场，实现漂移区电场近似矩形的分布，提高器件击穿电压；在器件导通状态，利用二维电子气(2DEG)传输电流，降低导通电阻。
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公开(公告)号：CN111933711A
公开(公告)日：2020-11-13
申请号：CN202010831004.X
申请日：2020-08-18
Applicant: 电子科技大学
Abstract: 本发明属于功率半导体技术领域，具体涉及一种集成了SBD的超结MOSFET。本发明相对与传统结构，具有以下几个特点：一、器件采用双槽结构，分别为槽栅结构和肖特基槽型结构，肖特基槽型结构的槽侧壁引入肖特基接触，能够有效节省版图面积和增大续流能力；二、双槽下方引入横向伸长的P型屏蔽层对双槽进行保护，可以抑制集成肖特基二极管的反向泄漏电流，并避免肖特基接触和槽栅底部提前击穿，有效提高击穿电压；三、漂移区采用了超结结构，有效地克服了P型屏蔽层带来的小电流能力问题。本发明的有益效果为，相对于传统集成SBD的SiC MOSFET结构，本发明能够节省版图面积、增强续流能力和抑制体二极管开启能力，同时具有更低的导通压降和更高的击穿电压。
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公开(公告)号：CN111816698A
公开(公告)日：2020-10-23
申请号：CN202010898990.0
申请日：2020-08-31
Applicant: 电子科技大学
IPC: H01L29/739 , H01L29/06
Abstract: 本发明属于功率半导体技术领域，具体涉及一种集成有齐纳二极管和集电极PMOS结构的功率器件。相比传统结构，本发明在集电极端引入自适应性PMOS结构，在发射极端引入齐纳二极管结构。正向导通时，集电极端PMOS沟道关闭，而此时齐纳二极管反向偏置但并未击穿，因此新器件可获得低的正向导通压降。关断过程中，集电极PMOS沟道随集电极电压上升而自适应性开启，而齐纳二极管也会进入反向击穿导通状态，形成发射极端抽取空穴的额外通路，二者共同加速器件关断以降低关断损耗。同时，齐纳二极管反向击穿导通时会将浮空的P区电势钳位，有利降低器件米勒电容；而且器件处于短路状态时，齐纳二极管处于反向击穿导通，可降低饱和电流密度以提高器件抗短路能力。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114759025B
公开(公告)日：2023-04-25
申请号：CN202210384942.9
申请日：2022-04-13
Applicant: 电子科技大学
IPC: H01L27/02 , H01L27/07 , H01L29/778
Abstract: 本发明公开了基于GaN双异质结外延片的功率器件与CMOS逻辑电路的集成芯片，包含增强型的p‑MOS和n‑MOS、耗尽型n‑MOS、具有极化结的增强型功率HEMT和功率SBD、电阻、pn结电容，其中增强型p‑MOS和n‑MOS构成CMOS反相器。本发明主要特征在于：通过基于GaN双异质结外延片的上述器件实现全GaN CMOS逻辑电路和功率器件的单片集成，减小了寄生效应，提高了芯片集成度和功率密度；本发明提出的GaN双异质结外延片结构，在GaN沟道层(3)/势垒层(4)和势垒层(4)/顶部GaN层(5)异质界面分别引入二维电子气(2DEG)和二维空穴气(2DHG)，通过选择性保留2DHG实现低阻p‑MOS；双异质结引入的极化结用于增强型功率HEMT和功率SBD，器件阻断状态下，极化结改善电场集中效应，提高功率器件的击穿电压。
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公开(公告)号：CN112864243B
公开(公告)日：2022-06-24
申请号：CN202110038284.3
申请日：2021-01-12
Applicant: 电子科技大学
IPC: H01L29/778
Abstract: 本发明属于功率半导体技术领域，涉及一种具有钝化层渐变氟离子终端的GaN HMET器件。本发明主要特征在于：在器件栅极和漏级之间引入氟离子注入终端结构，且氟离子注入区域面积由靠近栅极一侧向漏极一侧逐渐减小，有效降低栅极边缘电场尖峰，并在漂移区中部引入新的电场尖峰，调制器件横向电场；氟离子注入终端结构位于厚钝化层中，可避免离子注入对AlGaN材料的物理损伤和对2DEG迁移率的影响，改善器件特性并抑制电流崩塌。本发明的有益效果为，该结构能实现更高的耐压以及更小的比导通电阻。
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公开(公告)号：CN114613856A
公开(公告)日：2022-06-10
申请号：CN202210377549.7
申请日：2022-04-12
Applicant: 电子科技大学
IPC: H01L29/778
Abstract: 本发明属于功率半导体技术领域，涉及一种双异质结GaN RC‑HEMT器件。本发明的主要特征在于：在HEMT栅极结构和漏极之间的势垒层(4)表面有顶部GaN层(9)，GaN沟道层(3)、势垒层(4)和顶部GaN层(9)形成双异质结，且在所述栅极结构与顶部GaN层(9)之间的势垒层(4)之上集成了肖特基续流二极管结构，用于HEMT器件反向续流。RC‑HEMT反向续流时，集成肖特基二极管借助2DEG形成电流路径，续流压降低；RC‑HEMT正向导通时，集成肖特基势垒二极管(SBD)处于关断状态，利用二维电子气(2DEG)传输电流，具有较低的导通电阻；RC‑HEMT正向阻断时，GaN沟道层(3)/势垒层(4)和势垒层(4)/顶部GaN层(9)形成极化结改善电场集中效应，调制器件漂移区电场，提高器件击穿电压。
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公开(公告)号：CN113707727A
公开(公告)日：2021-11-26
申请号：CN202111000769.X
申请日：2021-08-30
Applicant: 电子科技大学
IPC: H01L29/872 , H01L29/06
Abstract: 本发明属于功率半导体技术领域，涉及一种具有倒梯形槽的垂直GaN二极管。本发明主要特征在于：通过倒梯形槽结构设计，新件构在部分肖特基阳极金属与势垒层之间插入介质层，并在体内引入P‑GaN高掺杂阻挡层与碳掺杂GaN阻挡层以有效降低势垒层中电场；因此，相较于传统电流孔径垂直电子晶体管(CAVET)，本发明不仅增加倒梯形底部电流孔径横向尺寸以降低导通电阻，还能能有效抑制反向泄漏电流；同时，本发明兼具横向GaN HEMT器件中二维电子气作为沟道以降低器件导通电阻的优势。
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公开(公告)号：CN111834450B
公开(公告)日：2021-05-14
申请号：CN202010901059.3
申请日：2020-08-31
Applicant: 电子科技大学
IPC: H01L29/739 , H01L29/06
Abstract: 本发明属于功率半导体技术领域，具体涉及一种集成齐纳二极管的SOI LIGBT器件。本发明相对于传统的LIGBT，新器件在发射极端的P阱区中引入一个齐纳二极管，其P型区域和器件发射极电气相连，其N型区域与P阱区通过浮空欧姆金属实现电气相连。当集电极电压不断增加，齐纳二极管会发生反向击穿导通，从而使得P阱区的电势被箝位；这不仅有利降低器件栅电容，导通时可以降低饱和电流以提高器件短路能力，关断时过程中可提供空穴抽取通路以降低关断时间和关断损耗。相对于传统LIGBT结构，本发明提供的LIGBT新结构获得更优的导通压降与关断损耗之间的折中关系，并提升器件抗短路能力。
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