公开(公告)号：CN113078204A

公开(公告)日：2021-07-06

申请号：CN202110317473.4

申请日：2021-03-25

Applicant: 电子科技大学 ,  电子科技大学广东电子信息工程研究院

Inventor： 周琦 ,  李翔宇 ,  黄芃 ,  陈匡黎 ,  王景海 ,  韩晓琦 ,  张波

IPC: H01L29/06 ,  H01L29/778 ,  H01L21/335

Abstract: 本发明涉及半导体器件技术领域，具体为一种氮化镓3D‑RESURF场效应晶体管及其制备方法。本发明在传统氮化镓HEMT器件中通过刻槽并二次外延的方式引入P型氮化镓电场调制区。在漂移区处形成P型氮化镓—二维电子气构成的p‑n结，并通过器件阻断耐压时该p‑n结空间电荷区的耗尽与扩展在平行于栅宽方向引入电场强度分量，改变原有电场方向，使得栅极漏侧电场尖峰得到缓解，电场强度明显降低；同时，利用该p‑n结耗尽二维电子气，降低了器件漏电流，提高器件单位漂移区长度耐压能力。本发明通过在氮化镓HEMT器件中引入P型氮化镓—二维电子气p‑n结实现了一种不同于传统场板技术的新型电场调制方式，利用该新结构在提高器件击穿电压的同时降低了器件的导通电阻。

公开(公告)号：CN113078204B

公开(公告)日：2022-05-17

申请号：CN202110317473.4

申请日：2021-03-25

Applicant: 电子科技大学 ,  电子科技大学广东电子信息工程研究院

Inventor： 周琦 ,  李翔宇 ,  黄芃 ,  陈匡黎 ,  王景海 ,  韩晓琦 ,  张波

IPC: H01L29/06 ,  H01L29/778 ,  H01L21/335

Abstract: 本发明涉及半导体器件技术领域，具体为一种氮化镓3D‑RESURF场效应晶体管及其制备方法。本发明在传统氮化镓HEMT器件中通过刻槽并二次外延的方式引入P型氮化镓电场调制区。在漂移区处形成P型氮化镓—二维电子气构成的p‑n结，并通过器件阻断耐压时该p‑n结空间电荷区的耗尽与扩展在平行于栅宽方向引入电场强度分量，改变原有电场方向，使得栅极漏侧电场尖峰得到缓解，电场强度明显降低；同时，利用该p‑n结耗尽二维电子气，降低了器件漏电流，提高器件单位漂移区长度耐压能力。本发明通过在氮化镓HEMT器件中引入P型氮化镓—二维电子气p‑n结实现了一种不同于传统场板技术的新型电场调制方式，利用该新结构在提高器件击穿电压的同时降低了器件的导通电阻。

公开(公告)号：CN114551573A

公开(公告)日：2022-05-27

申请号：CN202210174673.3

申请日：2022-02-24

Applicant: 电子科技大学 ,  电子科技大学广东电子信息工程研究院

Inventor： 周琦 ,  蔡永莲 ,  陈匡黎 ,  王守一 ,  衡姿余 ,  李竞研 ,  张波

IPC: H01L29/06 ,  H01L29/20 ,  H01L29/205 ,  H01L29/78

Abstract: 本发明属于半导体技术领域，涉及一种氮化镓P沟道器件(P‑MOSFET)。本发明中氮化镓P‑MOSFET的AlGaN势垒层具有渐变Al组分，利用渐变Al组分AlGaN势垒层和P‑GaN沟道层之间的极化效应，在P‑GaN/AlGaN异质结界面产生二维空穴气(2DHG)，形成导电空穴沟道，从而形成氮化镓P‑MOSFET。本发明的有益效果：利用渐变Al组分AlGaN势垒层，可以通过调节渐变Al组分AlGaN势垒层中各层的Al组分调节AlGaN与P‑GaN沟道层之间的极化强度，从而调节极化产生的2DHG浓度、氮化镓P‑MOSFET的阈值电压和电流能力；同时，也可以通过调节AlGaN势垒层中各层的Al组分，调节AlGaN/GaN异质结界面二维电子气(2DEG)浓度，从而实现氮化镓P‑MOSFET和氮化镓N‑MOSFET的单片集成。

公开(公告)号：CN116314263A

公开(公告)日：2023-06-23

申请号：CN202310209944.9

申请日：2023-03-07

Applicant: 电子科技大学

Inventor： 周琦 ,  韩阳 ,  潘超武 ,  陈匡黎 ,  廖志康 ,  杨文星 ,  李明哲

IPC: H01L29/06 ,  H01L29/40 ,  H01L29/872

Abstract: 本发明属于半导体技术领域，涉及一种具有台面终端复合结构的金刚石基垂直肖特基二极管。其结构包括：自下而上包括阳极金属、p+重掺杂衬底、本征漂移层、介质层、阴极金属、金刚石再生长层。本发明采用复合终端结构，金属场板结构调节优化主结处的电场；在金属场板末端介质层附近引入沟槽结构，来调节优化场板末端介质层和半导体表面的电场，并将击穿点转移到金刚石的拐角处；同时，利用本征金刚石高阻特性分担电场，从而降低介质层内的电场峰值，有效缓解边缘电场集中以及介质击穿问题。

公开(公告)号：CN115472672A

公开(公告)日：2022-12-13

申请号：CN202211163690.3

申请日：2022-09-23

Applicant: 电子科技大学

Inventor： 周琦 ,  柏鹏翔 ,  陈匡黎 ,  朱厉阳 ,  罗华 ,  张波

IPC: H01L29/06 ,  H01L29/861 ,  H01L29/872 ,  H01L21/329 ,  C23C14/08

Abstract: 本发明涉及一种具有P型NiO注入环的氮化镓MPS二级管及制造方法。采用了经减薄的同质外延GaN结构进行器件制备，利用溅射工艺形成的P型NiO，对N型氮化镓表面的刻蚀槽进行填充，以实现具有异质P型NiO/N型GaN的MPS二极管。此外，通过对刻蚀槽的两步渐进式刻蚀设计，缓解了该器件中异质PN结区因曲率效应导致的电场集中，同时获得了良好的异质PN结界面结构。本发明充分利用了型P型NiO有效空穴浓度高、欧姆接触性能良好的优势，替代常规P型氮化镓应用于MPS二极管以实现提高空穴注入量及电导调制的作用，达到提高氮化镓纵向二极管电流密度及抗浪涌能力的目的。

公开(公告)号：CN111370470B

公开(公告)日：2021-06-08

申请号：CN202010169775.7

申请日：2020-03-12

Applicant: 电子科技大学

Inventor： 周琦 ,  杨秀 ,  黄芃 ,  魏鹏程 ,  陈匡黎 ,  李翔宇 ,  王景海 ,  韩晓琦 ,  陈万军 ,  张波

IPC: H01L29/10 ,  H01L29/423 ,  H01L29/06 ,  H01L29/778 ,  H01L21/335 ,  H01L21/28

Abstract: 本发明设计涉及半导体器件技术领域，具体为一种氮化镓MIS栅控混合沟道功率场效应晶体管以及其制造方法。本发明采用了利用平面二位电子平面道以及准垂直U形氮化镓体材料沟道结合成的混合沟道技术，分别利用二维电子气的快速开关特性以及氮化镓体材料的大电流特性提升器件的导通特性；同时在异质外延氮化镓衬底上，通过引入P型氮化镓调制区实现对器件关断状态下的耗尽耐压与电场调制，提升器件击穿电压。本发明充分利用了氮化镓材料的体材料特性与由III‑V族半导体材料极化效应所产生二维电子气的优越性提升了氮化镓器件的导通性能，为实现大电流、耐高压以及快速开关特性的氮化镓功率场效应管器件提供了出色的解决方案。

公开(公告)号：CN111370470A

公开(公告)日：2020-07-03

申请号：CN202010169775.7

申请日：2020-03-12

Applicant: 电子科技大学

Inventor： 周琦 ,  杨秀 ,  黄芃 ,  魏鹏程 ,  陈匡黎 ,  李翔宇 ,  王景海 ,  韩晓琦 ,  陈万军 ,  张波

IPC: H01L29/10 ,  H01L29/423 ,  H01L29/06 ,  H01L29/778 ,  H01L21/335 ,  H01L21/28

Abstract: 本发明设计涉及半导体器件技术领域，具体为一种氮化镓MIS栅控混合沟道功率场效应晶体管以及其制造方法。本发明采用了利用平面二位电子平面道以及准垂直U形氮化镓体材料沟道结合成的混合沟道技术，分别利用二维电子气的快速开关特性以及氮化镓体材料的大电流特性提升器件的导通特性；同时在异质外延氮化镓衬底上，通过引入P型氮化镓调制区实现对器件关断状态下的耗尽耐压与电场调制，提升器件击穿电压。本发明充分利用了氮化镓材料的体材料特性与由III-V族半导体材料极化效应所产生二维电子气的优越性提升了氮化镓器件的导通性能，为实现大电流、耐高压以及快速开关特性的氮化镓功率场效应管器件提供了出色的解决方案。

公开(公告)号：CN116864527A

公开(公告)日：2023-10-10

申请号：CN202310851452.X

申请日：2023-07-12

Applicant: 电子科技大学

Inventor： 周琦 ,  王皓晨 ,  吴桐 ,  熊琦 ,  陈匡黎 ,  杨宁 ,  张波

IPC: H01L29/778 ,  H01L27/07 ,  H01L29/872 ,  H01L29/20 ,  H01L29/207

Abstract: 本发明属于半导体技术领域，尤其是涉及一种集成肖特基势垒二极管的RC‑GaN HEMT器件。本发明在传统GaN HEMT的基础上集成了肖特基势垒二极管，当漏极施加负压的绝对值增大到能够克服源极肖特基金属的势垒时，器件开始反向导通，此时通过AlGaN/GaN异质结沟道下方的肖特基势垒二极管续流，电流从阳极出发经过具有Al组分变化AlGaN层到达阴极，器件的反向导通电压不受栅极阈值电压的影响；当漏极施加负压的绝对值进一步增大到一定程度时，器件上方HEMT结构栅下的2DEG沟道开启，进一步增加器件的反向导通电流。正向阻断时，栅极零偏，P‑GaN使栅极下方2DEG沟道被耗尽，实现器件增强型。本发明使得GaN HEMT器件具有反向续流的功能，同时，避免因寄生效应带来的器件性能的下降。

公开(公告)号：CN119277815A

公开(公告)日：2025-01-07

申请号：CN202411312262.1

申请日：2024-09-20

Applicant: 电子科技大学

Inventor： 周靖贵 ,  周琦 ,  张波 ,  刘文正 ,  陈匡黎 ,  黄书婷 ,  高欢 ,  刘雨琪 ,  王龙

IPC: H10D84/85 ,  H10D62/10

Abstract: 本发明属于功率半导体技术领域，尤其是涉及一种基于GaN基外延结构的单片集成CMOS电路。本发明的电路将传统固定Al组分的AlGaN势垒层替换为具有高Al组分，2n‑1层不同Al组分AlGaN规律堆叠而成的AlGaN势垒层，最中间的第n层AlGaN的Al组分为最高值，通过在Al组分差异调控第1层到第n‑1层AlGaN的Al组分大小，能够实现对第n层到第2n‑1层AlGaN势垒层与GaN沟道层之间整体2DEG浓度的抑制，从而实现高阈值电压的增强型n‑FETs。对于同一外延结构下的p‑FETs，多AlGaN势垒层Al组分的整体增加有助于提升整体多AlGaN势垒层与上方GaN沟道层异质结界面2DHG的浓度，进而实现高导通电流密度的增强型p‑FETs，推动基于CMOS的全GaN单片功率集成IC的发展。

公开(公告)号：CN115440798A

公开(公告)日：2022-12-06

申请号：CN202211170638.0

申请日：2022-09-23

Applicant: 电子科技大学

Inventor： 周琦 ,  陈匡黎 ,  柏鹏翔 ,  朱厉阳 ,  张波

IPC: H01L29/10 ,  H01L29/06 ,  H01L29/423 ,  H01L29/778 ,  H01L21/28 ,  H01L21/335

Abstract: 本发明设计涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种氮化镓P‑MOSFET晶体管结构及其制造方法。本发明采用了双异质结外延结构进行器件制备，利用凹槽栅技术实现增强型氮化镓P‑MOSFET晶体管，同时恢复栅极区域的二维电子气(2DEG)沟道；在此基础上，实现2DEG沟道与器件栅极的电学连接，为器件引入背栅；此外，通过在AlGaN势垒层的上侧或下侧插入的AlN层抑制从源极到栅极的漏电流，保证了背栅对P型导电沟道的调控作用。本发明充分利用了双异质结沟道的特点，在不使用背面工艺的情况下实现了背栅结构，为实现具有低亚阈值斜率和高导通电流密度的P型沟道氮化镓晶体管器件提供了有效的解决方案。