公开(公告)号：CN118263204A

公开(公告)日：2024-06-28

申请号：CN202410273432.3

申请日：2024-03-11

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 武玫 ,  李仕明 ,  杨凌 ,  杨博文 ,  马晓华 ,  张濛 ,  侯斌 ,  郝跃

IPC: H01L23/367 ,  H01L23/373 ,  H01L29/06 ,  H01L21/335 ,  H01L29/772

Abstract: 本发明涉及一种直接键合的金刚石基氮化镓晶体管及其制备方法，其中，晶体管包括：第一金刚石层、第一Si纳米层、外延结构、电极结构、介质层、第二Si纳米层、第二金刚石层，其中，所述第一Si纳米层位于所述第一金刚石层的表面；所述外延结构位于所述第一Si纳米层的表面；所述电极结构位于所述外延结构的表面；所述介质层位于所述外延结构的表面，且覆盖所述电极结构；所述第二Si纳米层位于所述介质层的表面；所述第二金刚石层位于所述第二Si纳米层的表面。通过第一Si纳米层将第一金刚石层键合在器件的一端，并通过第二Si纳米层将第二金刚石层键合在器件的另一端，使得器件能够通过两端同时散热，增加了散热路径，提高了散热效率。

公开(公告)号：CN114496934B

公开(公告)日：2023-11-28

申请号：CN202210090171.2

申请日：2022-01-25

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 武玫 ,  李仕明 ,  杨凌 ,  王平 ,  侯斌 ,  张濛 ,  吕玲 ,  马晓华 ,  郝跃

IPC: H01L21/8258 ,  H01L27/088

Abstract: 本发明公开了一种GaN HEMTs与顶层氢终端金刚石MOSFETs集成结构及其制备方法，该方法包括：提供外延产品，并在AlGaN势垒层上生长SiN介质层和金刚石层；刻蚀去除部分金刚石层后，在SiN介质层刻蚀源电极槽和漏电极槽，并制作HEMT器件的第一源、漏电极；对金刚石层进行氢终端处理，并在氢终端金刚石上制作MOSFET器件的第二源、漏电极；在氢终端金刚石上沉积Al2O3，形成栅介质层；在SiN介质层上制作HEMT器件的第一栅电极；在栅介质层上制作MOSFET器件的第二栅电极。本发明实现了n型GaN HEMT与p型金刚石MOSFET两种器件的异质集成，有利于减小器件体积，提高集成度，为高温CMOS应用提供解决方案；同时调制了GaN HEMTs的热产生分布，提升器件散热能力。

公开(公告)号：CN114497038A

公开(公告)日：2022-05-13

申请号：CN202210086830.5

申请日：2022-01-25

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 马晓华 ,  武玫 ,  李仕明 ,  杨凌 ,  张濛 ,  侯斌 ,  郝跃

IPC: H01L27/088 ,  H01L23/373 ,  H01L21/8258

Abstract: 本发明公开了一种GaN HEMT器件与p型金刚石MOSFET的集成器件及其制备方法，包括：金刚石衬底层、GaN缓冲层、AlGaN势垒层、介质层、p型金刚石层和栅介质层；AlGaN势垒层上设置有第一源电极和第一漏电极以及第一栅电极；栅介质层位于p型金刚石层上；p型金刚石层上设置有第二源电极和第二漏电极，栅介质层上还设置有第二栅电极。本发明通过金刚石衬底上集成了GaN HEMT器件，并在金刚石衬底上生长p型金刚石层，制作了基于p型金刚石的MOSFET器件，从而实现了两种器件结构的异质集成。实现了器件结温的有效降低，减小了集成器件的体积，提高了器件的集成度的同时进一步提高了GaN HEMTs在微波大功率场景下的散热能力。

公开(公告)号：CN114551358A

公开(公告)日：2022-05-27

申请号：CN202210090222.1

申请日：2022-01-25

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 杨凌 ,  武玫 ,  李仕明 ,  侯斌 ,  王平 ,  吕玲 ,  张濛 ,  马晓华 ,  郝跃

IPC: H01L21/8258 ,  H01L23/373 ,  H01L27/088

Abstract: 本发明公开了一种顶层p型金刚石MOSFET与GaN HEMT单片异质集成结构及其制备方法，该方法包括：提供外延产品，在AlGaN势垒层远离衬底一侧的表面依次生长SiN介质层和p型金刚石层；刻蚀去除部分p型金刚石层后，在SiN介质层刻蚀源电极槽和漏电极槽，并制作HMET器件的第一源、漏电极；在p型金刚石层的表面上制作MOSFET器件的第二源、漏电极；在p型金刚石层表面沉积Al2O3，形成栅介质层；在栅介质层表面制作第二栅电极，形成顶层p型金刚石MOSFET与GaN HEMT的单片异质集成结构。本发明有利于减小器件体积，提高器件集成度；同时也调制了GaN HEMTs的热产生分布，提升器件的散热能力。

公开(公告)号：CN119650437A

公开(公告)日：2025-03-18

申请号：CN202411656297.7

申请日：2024-11-19

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 武玫 ,  何小涵 ,  马晓华 ,  李仕明 ,  杨凌 ,  张濛 ,  侯斌 ,  芦浩 ,  郝跃

IPC: H01L21/50 ,  H01L23/373 ,  H01L21/67

Abstract: 本发明涉及一种基于氩原子修复技术的金刚石键合效果提升方法，包括：对第一金刚石进行粗抛光，并对半导体和抛光后的第一金刚石进行清洗；在清洗后的第一金刚石表面淀积第一中间层，并在清洗后的半导体表面淀积第二中间层，其中，第一中间层和第二中间层的材料相同；基于确定好的表面刻蚀参数，使用氩原子束修复技术刻蚀第一中间层和第二中间层，直至第一中间层的厚度和粗糙度满足预设条件，得到刻蚀后的第一中间层和刻蚀后的第二中间层；将刻蚀后的第一中间层和刻蚀后的第二中间层键合，实现第一金刚石和半导体的键合。该方法解决了因金刚石表面粗糙度导致的超薄中间层键合困难问题，兼顾了金刚石与半导体材料键合的稳定性和高效散热性能。

公开(公告)号：CN118335706A

公开(公告)日：2024-07-12

申请号：CN202410307176.5

申请日：2024-03-18

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 武玫 ,  李仕明 ,  杨凌 ,  马晓华 ,  张濛 ,  侯斌 ,  郝跃

IPC: H01L23/473 ,  H01L23/373 ,  H01L21/48 ,  H01L21/335 ,  H01L29/778

Abstract: 本发明涉及一种集成金刚石衬底与微流结构的氮化镓晶体管及制备方法，氮化镓晶体管包括：由从下至上依次层叠设置的金刚石衬底、AlN成核层、GaN缓冲层、GaN沟道层和AlGaN势垒层组成的外延结构；SiN介质层设置于AlGaN势垒层上；源电极、栅电极和漏电极分别设置于AlGaN势垒层的上表面；微流结构衬底设置于SiN介质层上，微流结构衬底的内部设置有若干条微流道；金刚石衬底与AlN成核层之间、SiN介质层与微流结构衬底之间在室温下键合，键合中间层的厚度小于10nm。本发明将被动散热与液冷主动散热相结合，实现了器件的上下双向散热，提高了散热效率。键合中间层的厚度小于10nm，降低了界面热阻，使用低温键合避免了材料的损伤。

公开(公告)号：CN114497038B

公开(公告)日：2024-02-06

申请号：CN202210086830.5

申请日：2022-01-25

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 马晓华 ,  武玫 ,  李仕明 ,  杨凌 ,  张濛 ,  侯斌 ,  郝跃

IPC: H01L27/088 ,  H01L23/373 ,  H01L21/8258

Abstract: 本发明公开了一种GaN HEMT器件与p型金刚石MOSFET的集成器件及其制备方法，包括：金刚石衬底层、GaN缓冲层、AlGaN势垒层、介质层、p型金刚石层和栅介质层；AlGaN势垒层上设置有第一源电极和第一漏电极以及第一栅电极；栅介质层位于p型金刚石层上；p型金刚石层上设置有第二源电极和第二漏电极，栅介质层上还设置有第二栅电极。本发明通过金刚石衬底上集成了GaN HEMT器件，并在金刚石衬底上生长p型金刚石层，制作了基于p型金刚石的MOSFET器件，从而实现了两种器件结构的异质集成。实现了器件结温的有效降低，减小了集成器件的体积，提高了器件的集成度的同时进一步提高了GaN HEMTs在微波大功率场景下的散热能力。

公开(公告)号：CN118263203A

公开(公告)日：2024-06-28

申请号：CN202410249527.1

申请日：2024-03-05

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 武玫 ,  李仕明 ,  杨凌 ,  马晓华 ,  张濛 ,  侯斌 ,  郝跃

IPC: H01L23/367 ,  H01L23/373 ,  H01L23/473 ,  H01L29/06 ,  H01L21/335 ,  H01L29/772

Abstract: 本发明公开了一种集成有双向近结液冷结构的氮化镓晶体管，包括第一衬底层、外延结构、源电极、漏电极、第一介质层、栅电极、第一嵌入式微流结构、衬底盖板、多个背通孔、第二介质层、第二衬底层和第二嵌入式微流结构，其中，外延结构包括自下而上设置的成核层、缓冲层、沟道层和势垒层，源电极和漏电极设置在势垒层上表面两侧；第一介质层设置在势垒层上，栅电极设置在介质层上并延伸至势垒层上表面；第一嵌入式微流结构开设在第一衬底层下表面；第二介质层设置在第一介质层上，第二衬底层第二衬底层键合在第二介质层上并开设有多个第二嵌入式微流结构。本发明同时在器件顶部和底部引入近结液冷散热结构，最大程度上实现了近结液冷散热结构的散热潜力。

公开(公告)号：CN118053826A

公开(公告)日：2024-05-17

申请号：CN202410334349.2

申请日：2024-03-22

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 武玫 ,  李仕明 ,  杨凌 ,  马晓华 ,  张濛 ,  侯斌 ,  郝跃

IPC: H01L23/373 ,  H01L23/473 ,  H01L29/778 ,  H01L21/335

Abstract: 本发明涉及一种集成顶部金刚石层和底部嵌入式微流结构的半导体器件，包括：晶体管结构、纳米键合层、金刚石层、若干连接金属和盖板。所述纳米键合层将所述金刚石层键合在所述晶体管结构的上表面；所述若干连接金属均从所述金刚石层的上表面延伸至所述晶体管结构的电极表面；所述晶体管结构的衬底中形成有嵌入式微流结构，所述嵌入式微流结构从所述衬底远离所述金刚石层的表面延伸至所述衬底的内部；所述盖板覆盖所述衬底的下表面以将所述嵌入式微流结构密封。本发明实施例的半导体器件将嵌入式微流结构和高热导率金刚石层相结合，实现了晶体管的双向高效散热，可有效提高晶体管的性能。

公开(公告)号：CN114551445A

公开(公告)日：2022-05-27

申请号：CN202210090160.4

申请日：2022-01-25

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 武玫 ,  马晓华 ,  李仕明 ,  侯斌 ,  杨凌 ,  张濛 ,  郝跃

IPC: H01L27/088 ,  H01L23/373 ,  H01L21/8258

Abstract: 本发明公开了一种金刚石衬底GaN HEMT与氢终端MOSFET集成结构及其制备方法，所述结构包括金刚石衬底层、外延结构、第一源电极、第一漏电极、第一栅电极、第一介质层、第二源电极、第二漏电极、第二栅电极以及第二介质层，其中，外延结构设置在金刚石衬底层上；第一源电极和第一漏电极间隔设置在金刚石衬底层的上表面，第一介质层覆盖在第一源电极与第一漏电极之间的金刚石衬底层上，第一栅电极设置在第一介质层上；第二源电极、第二漏电极和第二栅电极间隔设置在外延结构上，外延结构的表面上设置第二介质层。本发明实现了基于金刚石衬底的GaN HEMT器件与氢终端金刚石MOSFET集成结构，利用金刚石层实现对GaN HEMT器件的散热，有效降低器件结温。