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公开(公告)号：CN119486218A
公开(公告)日：2025-02-18
申请号：CN202410173780.3
申请日：2024-02-07
Applicant: 北京大学
Abstract: 本发明公开了一种高稳定性的GaN双向器件，包括衬底和在衬底上依次层叠的过渡层、缓冲层、背势垒层、沟道层和势垒层，第一和第二栅极分别制备在第一和第二空穴注入层上，第一和第二空穴注入层位于势垒层上；第一和第二源极采用欧姆接触制备在势垒层上，位于第一和第二空穴注入层的两侧；第一源极、第一空穴注入层、第二空穴注入层、第二源极彼此之间由钝化层隔离；从能带角度看，所述背势垒层的价带顶要低于沟道层的价带顶，从而阻挡空穴注入到衬底中。该器件具有双向导通、双向耐压的功能，能有效抑制表面陷阱和衬底效应带来的电流崩塌效应，使器件具有高动态稳定性、低动态导通电阻；衬底可以与任一源级相连，也可以电学浮空以提高器件击穿电压。
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公开(公告)号：CN117954476A
公开(公告)日：2024-04-30
申请号：CN202211323490.X
申请日：2022-10-27
Applicant: 北京大学
IPC: H01L29/10 , H01L21/335 , H01L29/778 , H01L29/20
Abstract: 本发明公开了一种多沟道GaN基HEMT器件及其制备方法，该器件包括自下而上依次层叠的衬底层、过渡层、高阻层，在高阻层上的沟道区多个沟道层和势垒层依次交叠形成多个并列沟道，顶端沟道层和顶端势垒层则覆盖包括沟道区在内的整个器件表面；栅源区和漏区分别位于沟道区的两端，源极、栅极、漏极两两之间由钝化层隔开。本发明的多个并联沟道设计可以降低耐高压GaN基HEMT导通电阻，进而降低损耗。这种多沟道结构可以广泛适用于基于p‑GaN帽层或MIS结构的增强型HEMT器件以及传统的耗尽型HEMT器件，可以优化耐压与导通的折中关系，有利于近一步提高现有器件的优值。
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公开(公告)号：CN117410327A
公开(公告)日：2024-01-16
申请号：CN202310070217.9
申请日：2023-01-13
Applicant: 北京大学
IPC: H01L29/778 , H01L29/45 , H01L23/48
Abstract: 本发明公开了一种高动态稳定性的GaN器件，在GaN HEMT的栅极帽层上采用欧姆接触电极‑介质层‑栅极互连金属的结构，该欧姆接触电极至少与第一耗尽型器件或电阻相连。在器件开启过程中，欧姆接触电极的存在能够消除阈值电压漂移，在栅极电压进一步增大时，由第一耗尽型器件或电阻承受过高的栅极电压，有效抑制栅极电流；且栅极互连金属与欧姆接触电极之间通过介电层形成一个大电容，从而提高栅极的驱动速率。所述GaN器件进一步包括第二耗尽型器件，以在关断过程中释放GaN HEMT栅极帽层中积累的正电荷。本发明可以增大GaN HEMT的驱动电压摆幅，降低驱动电流，消除阈值电压漂移现象，从而提高GaN HEMT的动态稳定性。
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公开(公告)号：CN119342873A
公开(公告)日：2025-01-21
申请号：CN202411259761.9
申请日：2024-09-09
Applicant: 北京大学
Abstract: 本申请实施例提供一种增强型GaN功率器件，其包括：基体，包括形成电子气沟道的沟道层和势垒层；源极和漏极，沿第一方向间隔设置并经电子气沟道电气连接；第一耗尽层，设于势垒层上并位于源极和漏极之间，第一耗尽层包括第一耗尽体和第二耗尽体，第二耗尽体包括耗尽单体，耗尽单体包括与第一耗尽体连接的第一端以及与漏极间隔设置的第二端，且耗尽单体将电子气沟道定义出沿第二方向排布的非可耗尽区和可耗尽区，第二方向与第一方向相交；第一栅极，设于第一耗尽体上并与第一耗尽体欧姆接触。根据本申请的实施例不仅可以优化器件处于关断态漏极高压应力时的电场分布以提高击穿电压，而且可以有效抑制器件中的陷阱效应以优化器件的动态电阻退化问题。
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公开(公告)号：CN117410327B
公开(公告)日：2024-06-07
申请号：CN202310070217.9
申请日：2023-01-13
Applicant: 北京大学
IPC: H01L29/778 , H01L29/45 , H01L23/48
Abstract: 本发明公开了一种高动态稳定性的GaN器件，在GaN HEMT的栅极帽层上采用欧姆接触电极‑介质层‑栅极互连金属的结构，该欧姆接触电极至少与第一耗尽型器件或电阻相连。在器件开启过程中，欧姆接触电极的存在能够消除阈值电压漂移，在栅极电压进一步增大时，由第一耗尽型器件或电阻承受过高的栅极电压，有效抑制栅极电流；且栅极互连金属与欧姆接触电极之间通过介电层形成一个大电容，从而提高栅极的驱动速率。所述GaN器件进一步包括第二耗尽型器件，以在关断过程中释放GaN HEMT栅极帽层中积累的正电荷。本发明可以增大GaN HEMT的驱动电压摆幅，降低驱动电流，消除阈值电压漂移现象，从而提高GaN HEMT的动态稳定性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117790534A
公开(公告)日：2024-03-29
申请号：CN202211417832.4
申请日：2022-11-14
Applicant: 北京大学
IPC: H01L29/06 , H01L29/778 , H01L27/085
Abstract: 本发明公开了一种高稳定性的GaN器件以及GaN桥式集成电路。所述GaN器件是在传统的HEMT增强型器件结构基础上，在沟道层和缓冲层之间插入了一个背部阻挡层。当栅极和源极加正偏压时，会在背部阻挡层上表面形成一层空穴扩展层，该空穴扩展层可以屏蔽缓冲层中的负电中心，还可以屏蔽衬底电压对二维电子气的调制作用，从而能有效地抑制电流崩塌效应和衬底效应，从而实现高动态稳定性、低动态导通电阻的GaN器件。基于该GaN器件的桥式集成电路可以有效地降低器件互连时的寄生效应，提高GaN电路的工作频率和工作效率，且集成平台中的衬底效应可以被导电的空穴扩展层抑制。
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公开(公告)号：CN116110949A
公开(公告)日：2023-05-12
申请号：CN202310147356.7
申请日：2023-02-14
Applicant: 北京大学
IPC: H01L29/10 , H01L29/06 , H01L29/78 , H01L21/336
Abstract: 本发明公开了一种碳化硅功率MOSFET器件及其制备方法，利用自对准工艺和用一次或多次离子注入在沟槽栅两侧形成的深P型侧壁区，沟槽侧方充当沟道区，侧下方作为屏蔽层，使器件元胞结构更加紧凑，增加了沟道密度，降低了沟道电阻，并且缩小了P型屏蔽层到沟槽的距离，能够有效地屏蔽栅氧电场。
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公开(公告)号：CN115662897A
公开(公告)日：2023-01-31
申请号：CN202211253314.3
申请日：2022-10-13
Applicant: 北京大学
IPC: H01L21/335 , H01L29/778 , H01L27/02
Abstract: 本发明公开了一种GaN桥式电路的集成方法。所述GaN桥式电路中包含两个晶体管(上管和下管)，上管的源极和下管的漏极相连，衬底背面设置欧姆接触电极和上管的源极相连；通过在下管下方的衬底中制备从源极向漏极一侧扩展的介质填充层，该介质填充层可以降低下管中衬底激发的垂直电场，降低衬底偏置对二维电子气的吸引作用，因此，抑制了负电中心的形成，从而实现对衬底效应的抑制作用。该集成方法有效降低了互连时的寄生效应，提高GaN功率电路的工作频率和工作效率。
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公开(公告)号：CN115472686A
公开(公告)日：2022-12-13
申请号：CN202110726646.8
申请日：2021-06-29
Applicant: 北京大学
IPC: H01L29/778 , H01L29/06
Abstract: 本发明公开了一种低动态电阻增强型GaN器件，在传统的增强型HEMT增强型器件制备工艺中，通过选择性刻蚀p‑GaN外延层被引入一个额外的P型掺杂的GaN薄层(即p‑GaN薄层)。这种器件结构中p‑GaN薄层形成的表面陷阱屏蔽效应和空穴注入效应有效地抑制了器件中陷阱的电离，对电流崩塌效应具有极强的抑制作用，因此，改善了GaN器件的电阻退化情况，提高了器件的动态稳定性，优化了器件的导通特性。
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公开(公告)号：CN114284358A
公开(公告)日：2022-04-05
申请号：CN202111562426.2
申请日：2021-12-20
Applicant: 北京大学
IPC: H01L29/78 , H01L21/336 , H01L29/16 , H01L29/167 , H01L29/423
Abstract: 本发明公开了一种碳化硅功率器件及其制备方法。所述器件为纵向结构的碳化硅MOSFET，包括自下而上依次设置的漏极、N+型碳化硅衬底、N‑型漂移层、N型JFET区和沟道区，其中N型JFET区和沟道区形成鳍型结构，两侧各有一个栅结构；在栅结构的底部设置有P型屏蔽区，或者所述P型屏蔽区包围栅结构的底部及远离鳍型结构的外侧；在沟道区上设置N+型表面区，其上为与N+型表面区、部分P型屏蔽区表面形成欧姆接触的源极；漏极与N+型碳化硅衬底下表面形成欧姆接触。本发明的碳化硅功率器件在制作良好接地的P型屏蔽区对栅介质层进行屏蔽的同时，引入不需要接地的低掺杂的耗尽沟道区，进一步提高了沟道迁移率和沟道密度，从而降低器件的导通电阻。
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