具有多电极控制的高压器件制造技术

在所描述的示例中，高压晶体管(HVT)结构(140)使低压晶体管(LVT)(110)适于高压环境。HVT结构(140)包括漏极节点(152)、源极节点(154)、控制栅极(156)和场电极(162、164)。漏极节点(152)和源极节点(154)限定导电沟道(163、165)，其中通过控制栅极(156)调节迁移的电荷。当与控制栅极(156)隔离时，场电极(162、164)被配置为响应于场电压，传播迁移的电荷。场电极(162、164)被构造和布线以防止与漏极节点(152)、源极节点(154)或控制栅极(156)中的任一个共享电荷。有利地，所隔离的场电极(162、164)使控制栅极(156)与漏极节点和源极节点(152、154)的电容最小化，使得HVT(140)可在高压环境中以较小的功率损耗和更健壮的性能进行切换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有多电极控制的高压器件
技术介绍
硅基晶体管非常适合于低压应用。但是在高压应用(例如，大于100V的供给电压)中，硅基晶体管的击穿电压增加，从而引起硅基晶体管的沟道电阻不成比例地增加。作为结果，大的折衷存在于BV*Ron品质因数中。增加硅基晶体管的击穿电压还显著增加晶体管的器件电容，这通常减慢晶体管的切换效率。为了解决这些问题，高压器件可用于具有硅基晶体管的级联配置中。高压器件可为高电子迁移率晶体管(HEMT)，诸如氮化镓(GaN)HEMT。通常，GaNHEMT包括二维电子气(2DEG)沟道，二维电子气(2DEG)沟道提供高击穿电压，并且实现具有低功率损耗的超高功率密度操作。然而，在切换操作期间，过度的振铃可发生在硅基晶体管和高压器件之间。为了抑制振铃现象，振铃抑制器可被放置在高压器件的控制栅极处。振铃抑制器可抑制振铃现象，但是这将增加功率损耗，并且减少级联配置的切换效率。
技术实现思路
在所描述的示例中，高压晶体管(HVT)结构使低压晶体管(LVT)适于高压环境。HVT结构包括漏极节点、源极节点、控制栅极和场电极。漏极节点和源极节点限定导电沟道，其中通过控制栅极调节迁移的电荷。当与控制栅极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压器件，其包括：低压晶体管即LVT，所述LVT形成在第一衬底上，所述LVT具有第一漏极节点、第一控制栅极和第一源极节点；以及高电子迁移率晶体管即HEMT，所述HEMT形成在第二衬底上，所述HEMT具有：二维电子气层即2DEG层，所述二维电子气层设置在所述第二衬底上面；第二漏极节点，所述第二漏极节点设置在所述2DEG层上面，并且被配置为接收高压源；第二源极节点，所述第二源极节点设置在所述2DEG层上面，并且与所述LVT的所述第一漏极节点连接；第二控制栅极，所述第二控制栅极设置在所述2DEG层上面，并且被配置为调节由所述第二漏极节点、所述第二源极节点，以及所述2DEG层联合限定的沟道；以及场...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.23 US 14/747,1691.一种高压器件，其包括：低压晶体管即LVT，所述LVT形成在第一衬底上，所述LVT具有第一漏极节点、第一控制栅极和第一源极节点；以及高电子迁移率晶体管即HEMT，所述HEMT形成在第二衬底上，所述HEMT具有：二维电子气层即2DEG层，所述二维电子气层设置在所述第二衬底上面；第二漏极节点，所述第二漏极节点设置在所述2DEG层上面，并且被配置为接收高压源；第二源极节点，所述第二源极节点设置在所述2DEG层上面，并且与所述LVT的所述第一漏极节点连接；第二控制栅极，所述第二控制栅极设置在所述2DEG层上面，并且被配置为调节由所述第二漏极节点、所述第二源极节点，以及所述2DEG层联合限定的沟道；以及场电极，所述场电极设置在所述沟道上面，并且被配置为沿着所述沟道分配电荷，所述场电极在由所述第二衬底限定的区域上方不与所述第二控制栅极和所述第二源极节点接触。2.根据权利要求1所述的器件，其中所述场电极被定位成比所述第二控制栅极离所述2DEG层更远。3.根据权利要求1所述的器件，还包括：第一键合垫，所述第一键合垫形成在所述第二衬底上面，并且与所述HEMT的所述场电极连接；第二键合垫，所述第二键合垫形成在所述第二衬底上面，并且与所述第一键合垫分离，所述第二键合垫与所述HEMT的所述第二控制栅极连接；以及第三键合垫，所述第三键合垫形成在所述第二衬底上面，并且与所述第一键合垫分离，所述第三键合垫与所述HEMT的所述第二源极节点连接。4.根据权利要求1所述的器件，其中：所述HEMT的所述场电极经由第一键合线连接到所述LVT的所述第一源极节点；所述HEMT的所述第二控制栅极经由与所述第一键合线分离的第二键合线连接到所述LVT的所述第一源极节点；以及所述LVT的所述第一源极节点被配置为接收源电压。5.根据权利要求4所述的器件，其中：所述HEMT的所述场电极经由与所述第一键合线串联的第一振铃抑制器连接到所述LVT的所述第一源极节点；以及所述HEMT的所述第二控制栅极经由与所述第二键合线串联的第二振铃抑制器连接到所述LVT的所述第一源极节点，使得所述第二振铃抑制器与所述第一振铃抑制器电独立。6.根据权利要求1所述的器件，其中：所述HEMT的所述第二控制栅极被配置为接收用于调节所述沟道的第一电压；以及所述HEMT的所述场电极被配置为接收与所述第一电压不同的第二电压，所述第二电压用于沿着所述沟道分配所述电荷。7.根据权利要求1所述的器件，其中所述HEMT的所述场电极包括：第一场电极，所述第一场电极设置在所述沟道的第一区域上面，并且不与所述第二控制栅极接触，所述第一场电极被配置为在所述沟道的所述第一区域中分配电荷；以及第二场电极，所述第二场电极与所述第一场电极分离，所述第二场电极设置在所述沟道的第二区域上面，并且不与所述第二控制栅极接触，所述第二场电极被配置为在所述沟道的所述第二区域中分配电荷。8.根据权利要求1所述的器件，其中所述第一衬底与所述第二衬底分离。9.根据权利要求1所述的器件，其中：所述第一衬底占据公共衬底上的LVT区域；以及所述第二衬底占据所述公共衬底上的HEMT区域。10.一种高压开关，其包括：高压晶体管即HVT，所述HVT具有：漏极节点，所述漏极节点被配置为接收高压源；源极节点，所述源极节点被配置为与所述漏极节点限定高压沟道；控制栅极，所述控制栅极定位在所述漏极节点和所述源极节点之间，所述控制栅极被配置为调节所述沟道；以及场电极，所述场电极设置在所述沟道上面，并且被配置为调节所述沟道，所述场电极被构造和布线以防止与所述漏极节点、所述源极节点或所述控制栅极中的任一个共享电荷；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·R·巴尔，M·D·西曼，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US