氮化物基半导体IC芯片及其制造方法技术

一种氮化物基半导体集成电路(IC)芯片(100)，其包含至少一个晶体管(Q)和被配置成用于感测所述晶体管(Q)的温度的温度传感器(T)。所述晶体管(Q)和所述温度传感器(T)形成于具有二维电子气体(2DEG)层的堆叠式半导体结构上，所述2DEG层由一个或多个隔离区(52)划分成用于形成所述晶体管(Q)的一个或多个晶体管区(53)和用于形成所述温度传感器(T)的一个或多个温度传感器区(54)。所述2DEG层具有相对较高的电阻温度系数，其可提供电阻随温度的显著变化。所得温度传感器(T)具有高温灵敏度，且因此可放宽对测量设备的精度的要求且提供高测量准确度。准确度。准确度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氮化物基半导体IC芯片及其制造方法


[0001]本专利技术大体上涉及氮化物基半导体集成电路(IC)芯片。更具体地说，本专利技术涉及具有温度感测能力的氮化物基半导体。

技术介绍

[0002]由于低功率损耗和快速开关转换，诸如氮化镓(GaN)之类的宽带隙材料已广泛用于高频电能转换系统。相较于硅金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)在高功率和高频率应用中具有更好的品质因数和更具前景的性能。氮化物基HEMT利用具有不同带隙的两种氮化物基材料之间的异质结界面以形成量子阱状结构，所述量子阱状结构容纳二维电子气体(2DEG)区，从而满足高功率/频率装置的需求。除了HEMT之外，具有异质结构的装置的实例进一步包含异质结双极晶体管(HBT)、异质结场效应晶体管(HFET)和调制掺杂FET(MODFET)。
[0003]常规地，可通过形成从晶体管的栅极电极延伸的一对端子来监测晶体管的温度，以测量栅极电极的电阻随温度的变化。栅极电极通常由氮化钛(TiN)制成，其具有约400ppm/K的相对较低的电阻温度系数(TCR本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种氮化物基半导体集成电路(IC)芯片，其特征在于，包含至少一个晶体管和被配置成用于感测所述晶体管的温度的温度传感器，其中所述晶体管和所述温度传感器形成于堆叠式半导体结构上，所述堆叠式半导体结构包含：衬底；第一氮化物基半导体层，其安置于所述衬底上方；及第二氮化物基半导体层，其安置于所述第一氮化物基半导体层上方且其带隙大于所述第一氮化物基半导体层的带隙，使得邻近于所述第一氮化物基半导体层与所述第二氮化物基半导体层之间的异质结形成二维电子气体(2DEG)层；其中所述2DEG层由一个或多个隔离区划分成用于形成所述晶体管的一个或多个晶体管区和用于形成所述温度传感器的一个或多个温度传感器区；且其中所述温度传感器包含：温度感测主体，其包括用于连接所述一个或多个温度传感器区以形成所述温度感测主体的一个或多个桥接器；第一温度感测电极，其电连接到所述温度感测主体的第一末端；及第二温度感测电极，其电连接到所述温度感测主体的第二末端；其中所述晶体管包含：至少一对漏极电极和源极电极，其安置于所述第二氮化物基半导体层上方；及至少一个栅极结构，其安置于所述至少一对漏极电极和源极电极之间；且其中所述第一温度感测电极和所述第二温度感测电极通过使用于形成所述漏极电极和所述源极电极的毯覆式金属层图案化而形成。2.根据权利要求1所述的氮化物基半导体IC芯片，其特征在于，所述第一温度感测电极和所述第二温度感测电极与所述第二氮化物基半导体层成欧姆接触。3.根据权利要求2所述的氮化物基半导体IC芯片，其特征在于，所述一个或多个晶体管区包括第一晶体管区和与所述第一晶体管区竖直对准且与所述第一晶体管区水平地间隔开的第二晶体管区；且所述一个或多个温度传感器区包括与所述第一晶体管区和所述第二晶体管区竖直对准且定位于所述第一晶体管区与所述第二晶体管区之间的第一温度传感器区。4.根据权利要求2所述的氮化物基半导体IC芯片，其特征在于，所述一个或多个晶体管区包括第一晶体管区和与所述第一晶体管区水平对准且与所述第一晶体管区竖直地间隔开的第二晶体管区；所述一个或多个温度传感器区包括第一温度传感器区、第二温度传感器区、第三温度传感器区和第四温度传感器区；所述第一温度传感器区和所述第二温度传感器区彼此水平对准且竖直地间隔开；所述第三温度传感器区和所述第四温度传感器区彼此水平对准且竖直地间隔开；所述第一温度传感器区和所述第四温度传感器区均与所述第二晶体管区竖直对准且分别定位于所述第二晶体管区的两个相对侧处；所述第二温度传感器区和所述第三温度传感器区均与所述第一晶体管区竖直对准且分别定位于所述第一晶体管区的两个相对侧处；
所述一个或多个桥接器包含：第一竖直桥接器，其电连接所述第一温度传感器区的第二末端和所述第二温度传感器区的第一末端；第一水平桥接器，其电连接所述第二温度传感器区的第二末端和所述第三温度传感器区的第一末端；第二竖直桥接器，其电连接所述第三温度传感器区的第二末端和所述第四温度传感器区的第一末端。5.根据权利要求2所述的氮化物基半导体IC芯片，其特征在于，所述一个或多个晶体管区包括第一晶体管区和与所述第一晶体管区水平对准且与所述第一晶体管区竖直地间隔开的第二晶体管区；所述一个或多个温度传感器区包括第一温度传感器区、第二温度传感器区、第三温度传感器区和第四温度传感器区；所述第一温度传感器区和所述第二温度传感器区均与所述第一晶体管区竖直对准且分别定位于所述第一晶体管区的两个相对侧处；所述第三温度传感器区和所述第四温度传感器区均与所述第二晶体管区竖直对准且分别定位于所述第二晶体管区的两个相对侧处；所述第一温度传感器区和所述第三温度传感器区彼此水平对准且竖直地间隔开；所述第二温度传感器区和所述第四温度传感器区彼此水平对准且竖直地间隔开；所述一个或多个桥接器包含：第一水平桥接器，其电连接所述第一温度传感器区的第二末端和所述第二温度传感器区的第一末端；第一竖直桥接器，其电连接所述第二温度传感器区的第二末端和所述第三温度传感器区的第一末端；第二水平桥接器，其电连接所述第三温度传感器区的第二末端和所述第四温度传感器区的第一末端。6.根据权利要求1至5中任一项所述的氮化物基半导体IC芯片，其特征在于，所述2DEG层具有基本上等于9000ppm/K的电阻温度系数。7.根据权利要求1至5中任一项所述的氮化物基半导体IC芯片，其特征在于，所述衬底由硅制成。8.根据权利要求1至5中任一项所述的氮化物基半导体IC芯片，其特征在于，所述第一氮化物基半导体层由氮化镓制成。9.根据权利要求1至5中任一项所述的氮化物基半导体IC芯片，其特征在于，所述第一氮化物基半导体层由氮化铝镓制成。10.根据权利要求1至5中任一项所述的氮化物基半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：严慧，李思超，
申请(专利权)人：英诺赛科苏州半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：