具有片上集成光子源或光子欧姆漏极以促进被俘获于晶体管的深陷阱中的电子脱陷的晶体管制造技术

本申请提供了一种利用来自片上光子源的光子对GaN电子器件中的深陷阱进行抽吸的技术。在各个实施例中，利用配置为在高电子迁移率晶体管操作期间产生光子的片上集成光子源来提供对GaN高电子迁移率晶体管中的深陷阱进行光学抽吸的方法。在一个方面中，片上光子源为SoH‑LED。在各个附加的实施例中，提供了将光子源集成在高电子迁移率晶体管的漏电极中的集成方案，从而将具有欧姆漏极的常规高电子迁移率晶体管转化为具有混合光子欧姆漏极(POD)的晶体管、简称为POD晶体管或PODFET。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有片上集成光子源或光子欧姆漏极以促进被俘获于晶体管的深陷阱中的电子脱陷的晶体管相关申请的交叉引用本专利合作条约(PCT)国际申请要求于2014年11月14日提交的题为“用于使用片上光源对HEMT中的深陷阱进行光学抽吸的方法”的美国临时专利申请No.62/123,325以及于2015年6月22日提交的题为“具有光子欧姆漏极的晶体管(POD晶体管，PODFET)”的美国临时专利申请No.62/230.998的优先权。上述申请的全部内容通过引用方式并入本文中。
本公开一般地涉及用于使用来自晶体管的片上光子源或光子欧姆漏极的光子来使电子从高电子迁移率晶体管(HEMT)中的深陷阱脱陷的方法。
技术介绍
在硅(Si)上氮化镓(GaN)异质结构器件中，载流子陷阱是不可避免的。当载流子用于高电压电源开关应用时，随着位于半导体的表面、电介质与半导体之间的界面以及半导体的主体部分处的区域中的电场增大，载流子会被捕获在上述区域中，随后，随着上述区域中的电场减小载流子开始脱陷。这些区域在本文中分别称为表面陷阱和体陷阱。就使电子或空穴从陷阱中脱陷而达到导电或价态所需的能量远大于特征热能kT(其中，k为玻尔兹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种器件，包括：形成在衬底上的高电子迁移率晶体管(HEMT)；以及形成在所述衬底上的光子源，其配置为在所述高电子迁移率晶体管的操作期间产生光子，其中所述光子在所述高电子迁移率晶体管的操作期间促进被俘获在所述高电子迁移率晶体管的表面/界面区和沟道/缓冲区中的电子脱陷。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.14 US 62/123,325;2015.06.22 US 62/230,9981.一种器件，包括：形成在衬底上的高电子迁移率晶体管(HEMT)；以及形成在所述衬底上的光子源，其配置为在所述高电子迁移率晶体管的操作期间产生光子，其中所述光子在所述高电子迁移率晶体管的操作期间促进被俘获在所述高电子迁移率晶体管的表面/界面区和沟道/缓冲区中的电子脱陷。2.如权利要求1所述的器件，其中所述电子响应于对切换到关断状态的高电子迁移率晶体管施加的漏极偏压应力而被俘获在所述表面/界面区和所述沟道/缓冲区中。3.如权利要求2所述的器件，其中所述光子响应于所述高电子迁移率晶体管从关断状态切换到接通状态来促进所述电子从所述表面/界面区和所述沟道/缓冲区中脱陷。4.如权利要求1所述的器件，其中所述高电子迁移率晶体管的接通状态漏极电流恢复速度基于在所述高电子迁移率晶体管的操作期间引起了对深陷阱的光子抽吸的光子而得到加速。5.如权利要求1所述的器件，其中所述光子通过在所述高电子迁移率晶体管的操作期间对深陷阱的光子抽吸来促进电子的脱陷，并且所述高电子迁移率晶体管的接通状态阈值电压的转移曲线恢复速度基于在所述高电子迁移率晶体管的操作期间的对深陷阱的光子抽吸而得到加速。6.如权利要求1所述的器件，其中所述光子源包括异质结肖特基发光二极管(SoH-LED)。7.如权利要求6所述的器件，其中所述高电子迁移率晶体管和所述异质结肖特基发光二极管各自的电极是分开的。8.如权利要求6所述的器件，其中所述高电子迁移率晶体管包括具有金属绝缘物半导体(MIS)结构的栅电极以及源电极，并且其中所述异质结肖特基发光二极管的阴极电极电连接到所述MIS-HEMT的源电极，所述异质结肖特基发光二极管的阳极电极电连接到所述MIS-HEMT的栅电极。9.如权利要求8所述的器件，其中所述高电子迁移率晶体管构造为响应于对所述栅电极施加电压而将电流驱至所述异质结肖特基发光二极管，并且其中所述异质结肖特基发光二极管配置为响应于所述电压来产生光子。10.一种方法，包括：将光子源和高电子迁移率晶体管(HEMT)集成在共同的衬底上；在所述高电子迁移率晶体管的操作期间开启所述光子源；以及在所述高电子迁移率晶体管的操作期间基于照射来促进形成于所述高电子迁移率晶体管的表面/界面区和沟道/缓冲区中的电子脱陷。11.如权利要求10所述的方法，其中所述电子响应于所述高电子迁移率晶体管在切换到关断状态时的漏极偏压应力而被俘获在所述表面/界面区和所述沟道/缓冲区中，其中所述促进包括：将所述高电子迁移率晶体管切换到接通状态，并且其中所述照射包括：在所述高电子迁移率晶体管切换到接通状态的同时开启所述光子源。12.如权利要求11所述的方法，还包括：在高电子迁移率晶体管处于接通状态下基于光子抽吸来加速所述高电子迁移率晶体管的漏极电流恢复速度。13.如权利要求10所述的方法，其中所述电子响应于所述高电子迁移率晶体管切换到关断状态时的正衬底偏压应力而被俘获在所述沟道/缓冲区中，其中所述促进包括：将所述高电子迁移率晶体管切换到接通状态，并且其中所述照射包括：在将所述高电子迁移率晶体管...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敬，李百奎，唐曦，
申请(专利权)人：香港科技大学，
类型：发明
国别省市：中国香港,81