System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 多通道多电极异质结构场效应晶体管制造技术_技高网

多通道多电极异质结构场效应晶体管制造技术

技术编号:40907421 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-18 14:37
本发明专利技术提供了一种多通道多电极异质结构场效应晶体管,其包括导热基板、成核层、缓冲层、超晶格堆叠体、场效应晶体管和覆盖层。该导热基板为内嵌有多个通孔的半导体晶圆,该多个通孔填充有导热材料,该成核层设置在该导热基板上,该缓冲层设置在该成核层,该超晶格堆叠体设置在该缓冲层上,该场效应晶体管电性连接到该超晶格堆叠体,该覆盖层设置在该超晶格堆叠体上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术在整体上涉及一种半导体装置及其制造方法,特别涉及一种多通道功率高电子迁移率晶体管(hemt)。


技术介绍

1、最近,例如gan和sic等宽能隙半导体因其材料特性优于硅而被广泛使用,功率半导体装置(power semiconductor device)包括高电子迁移率晶体管(high electronmobility transistor,hemt)装置、绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolartransistor,igbt)装置和金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductorfield effect transistor,mosfet)装置。与小讯号装置相比,功率装置必须承受更大的电压和电流幅度,才能提供高输出功率。

2、虽然在功率半导体装置中使用宽能隙半导体材料提高了输出功率并提升了耐热性,但随着对功率半导体装置性能的要求越来越高,目前的功率半导体装置被认为已经达到了极限。目前功率半导体装置所产生的载流子电流仍然远低于宽能隙半导体材料应有的前景。此外,现有的功率半导体装置所产生的热量会积累在主动区,大大影响功率半导体装置的运作和寿命。

3、综上所述,现有的功率半导体装置的制造方法仍存在较大的问题。因此,本专利技术提供一种多通道多电极异质结构场效应晶体管,以解决现有技术的不足,提升工业实用性。


技术实现思路

1、鉴于上述技术问题,本专利技术的目的在于提供一种多通道多电极异质结构场效应晶体管,其能够通过更靠近(转移)基板的通道产生更大的载流子电流,并提供形成于基板中的热通路。以散热从主动区产生的热量。

2、根据本专利技术的一个目的,提供了一种多通道多电极异质结构场效应晶体管,其包括:

3、一导热基板,该导热基板为内嵌有多个通孔的一半导体晶圆,该多个通孔填充有一导热材料;

4、一成核层,设置在该导热基板上;

5、一缓冲层,设置在该成核层上;

6、一超晶格堆叠体,设置在该缓冲层上,其中该超晶格堆叠体包括一第一超晶格堆叠层和一第二超晶格堆叠层,该第二超晶格堆叠层附接在该第一超晶格堆叠层上,该第一超晶格堆叠层被配置为在不同深度形成一二维电子气(2deg)载流子传输,以产生第一电流通道组,该第二超晶格堆叠层被配置成形成一二维电洞气(2dhg)载流子,以产生一第二电流通道组;

7、一场效应晶体管,电性连接到该超晶格堆叠体;以及

8、一覆盖层,设置在该超晶格堆叠体上。

9、优选地,该填充在该导热基板中内嵌的该多个通孔中的一金属材料为auti合金、ausn合金或auni合金。

10、优选地,该导热基板的该半导体晶圆为sic、si、gan或al2o3。

11、优选地,该超晶格堆叠体进一步包括一氮化铝(aln)间隔层。

12、优选地,该第一超晶格堆叠层包括多个alxiga(1-xi)n/gan超晶格层对组,其中i为表示第i层的一整数,xi为0.3≤xi<1的一摩尔分数。

13、优选地,该第二超晶格堆叠层包括多个inzkga(1-zk)n/gan超晶格层对组,其中k为表示第k层的一整数,zk为0.3≤zk<1的一摩尔分数。

14、优选地,该超晶格堆叠体进一步包括设置在该第一超晶格堆叠层和该第二超晶格堆叠层之间的一第三超晶格堆叠层。

15、优选地,该第三超晶格堆叠层包括多个alyjga(1-yj)n/gan超晶格层对组,其中j为表示第j层的一整数,yj为0.3≤yj<1的一摩尔分数。

16、优选地,xi大于yj。

17、优选地,该场效应晶体管包括一源极、一漏极和一栅极,其中该源极、该漏极和该栅极穿过该超晶格堆叠体的至少一部分,该栅极的一深度为大于或等于该第二超晶格堆叠层的厚度,且小于或等于该第一超晶格堆叠层、该第二超晶格堆叠层及该第三超晶格堆叠层的厚度之和。

18、根据本专利技术的另一个目的,提供了一种多通道多电极异质结构场效应晶体管,其包括:

19、一导热转移基板,其中该导热转移基板为内嵌有多个通孔的一半导体晶圆,该多个通孔填充有一导热材料;

20、一金属中间层,设置在该导热转移基板上,用于黏合该导热转移基板;

21、一覆盖层,设置在该金属中间层上;

22、一超晶格堆叠体,设置在该覆盖层上,其中超晶格堆叠层包括一第一超晶格堆叠层和一第二超晶格堆叠层,该第二超晶格堆叠层附接在该第一超晶格堆叠层上,该第一超晶格堆叠层被配置为在不同深度形成一二维电子气(2deg)载流子传输,以产生第一电流通道组,该第二超晶格堆叠层被配置成形成一二维电洞气体(2dhg)载流子,以产生第二电流通道组;

23、一场效应晶体管,电性连接到该超晶格堆叠体;以及

24、一缓冲层,设置在该场效应晶体管上。

25、优选地,该填充在该导热转移基板的内嵌的该多个通孔中的一金属材料为auti合金、ausn合金或auni合金。

26、优选地,该导热转移基板的该半导体晶圆是sic、si、gaas、gap或gan。

27、优选地,该金属中间层为auti合金、ausn合金或auni合金。

28、优选地,该第一超晶格堆叠层包括多个alxiga(1-xi)n/gan超晶格层对组,其中i为表示第i层的一整数,xi为0.3≤xi<1的一摩尔分数。

29、优选地,该第二超晶格堆叠层包括多个inzkga(1-zk)n/gan超晶格层对组,其中k为表示第k层的一整数,zk为0.3≤zk<1的一摩尔分数。

30、优选地,该超晶格堆叠体进一步包括设置在该第一超晶格堆叠层和该第二超晶格堆叠层之间的一第三超晶格堆叠层。

31、优选地,该第三超晶格堆叠层包括多个alyjga(1-yj)n/gan超晶格层对组,其中j为表示第j层的一整数,yj为0.3≤yj<1的一摩尔分数。

32、优选地,xi大于yj。

33、优选地,该场效应晶体管包括一源极、一漏极和一栅极,其中该源极、该漏极和该栅极穿过该超晶格堆叠体的至少一部分,该栅极的一深度为大于或等于该第二超晶格堆叠层的厚度,且小于或等于该第一超晶格堆叠层、该第二超晶格堆叠层及该第三超晶格堆叠层的厚度之和。

34、综上所述,本专利技术的有益效果如下:多通道多电极异质结构场效应晶体管具有一超晶格堆叠体,该超晶格堆叠体包括一第一超晶格堆叠层和一第二超晶格堆叠层和/或一第三超晶格堆叠层贴附在其上。2deg随着该第二超晶格堆叠层和/或该第三超晶格堆叠层的alxiga(1-xi)n/gan和alyjga(1-yj)n/gan中的铝(al)的摩尔分数xi和/或yj增加而增加。铝(al)的摩尔分数x随着alxiga(1-xi)n/gan和alyjga(1-yj)n/gan的xi和/或yj越靠近本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,其包括:

2.如权利要求1所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,填充在所述导热基板中内嵌的所述多个通孔中的金属材料为AuTi合金、AuSn合金或AuNi合金。

3.如权利要求1所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,所述导热基板的所述半导体晶圆为SiC、Si、GaN或Al2O3。

4.如权利要求1所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,所述超晶格堆叠体进一步包括氮化铝间隔层。

5.如权利要求1所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,所述第一超晶格堆叠层包括多个AlxiGa(1-xi)N/GaN超晶格层对组,其中i为表示第i层的整数,xi为0.3≤xi<1的摩尔分数。

6.如权利要求5所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,所述第二超晶格堆叠层包括多个InzkGa(1-zk)N/GaN超晶格层对组,其中k为表示第k层的整数,zk为0.3≤zk<1的摩尔分数。

7.如权利要求6所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,所述超晶格堆叠体进一步包括设置在所述第一超晶格堆叠层和所述第二超晶格堆叠层之间的第三超晶格堆叠层。

8.如权利要求7所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,所述第三超晶格堆叠层包括多个AlyjGa(1-yj)N/GaN超晶格层对组,其中j为表示第j层的整数,yj为0.3≤yj<1的摩尔分数。

9.如权利要求8所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,xi大于yj。

10.如权利要求9所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,所述场效应晶体管包括源极、漏极和栅极,其中所述源极、所述漏极和所述栅极穿过所述超晶格堆叠体的至少一部分,使得所述栅极的深度为大于或等于所述第二超晶格堆叠层的厚度,且小于或等于所述第一超晶格堆叠层、所述第二超晶格堆叠层及所述第三超晶格堆叠层的厚度之和。

11.一种多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,其包括:

12.如权利要求11所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,填充在所述导热转移基板的内嵌的所述多个通孔中的金属材料为AuTi合金、AuSn合金或AuNi合金。

13.如权利要求11所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,所述导热转移基板的所述半导体晶圆是SiC、Si、GaAs、GaP或GaN。

14.如权利要求11所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,所述金属中间层为AuTi合金、AuSn合金或AuNi合金。

15.如权利要求11所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,所述第一超晶格堆叠层包括多个AlxiGa(1-xi)N/GaN超晶格层对组,其中i为表示第i层的整数,xi为0.3≤xi<1的摩尔分数。

16.如权利要求15所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,所述第二超晶格堆叠层包括多个InzkGa(1-zk)N/GaN超晶格层对组,其中k为表示第k层的整数,zk为0.3≤zk<1的摩尔分数。

17.如权利要求16所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,所述超晶格堆叠体进一步包括设置在所述第一超晶格堆叠层和所述第二超晶格堆叠层之间的第三超晶格堆叠层。

18.如权利要求17所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,所述第三超晶格堆叠层包括多个AlyjGa(1-yj)N/GaN超晶格层对组,其中j为表示第j层的整数,yj为0.3≤yj<1的摩尔分数。

19.如权利要求18所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,xi大于yj。

20.如权利要求19所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,所述场效应晶体管包括源极、漏极和栅极,其中所述源极、所述漏极和所述栅极穿过所述超晶格堆叠体的至少一部分,使得所述栅极的深度为大于或等于所述第二超晶格堆叠层的厚度,且小于或等于所述第一超晶格堆叠层、所述第二超晶格堆叠层及所述第三超晶格堆叠层的厚度之和。

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【技术特征摘要】

1.一种多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,其包括:

2.如权利要求1所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,填充在所述导热基板中内嵌的所述多个通孔中的金属材料为auti合金、ausn合金或auni合金。

3.如权利要求1所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,所述导热基板的所述半导体晶圆为sic、si、gan或al2o3。

4.如权利要求1所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,所述超晶格堆叠体进一步包括氮化铝间隔层。

5.如权利要求1所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,所述第一超晶格堆叠层包括多个alxiga(1-xi)n/gan超晶格层对组,其中i为表示第i层的整数,xi为0.3≤xi<1的摩尔分数。

6.如权利要求5所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,所述第二超晶格堆叠层包括多个inzkga(1-zk)n/gan超晶格层对组,其中k为表示第k层的整数,zk为0.3≤zk<1的摩尔分数。

7.如权利要求6所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,所述超晶格堆叠体进一步包括设置在所述第一超晶格堆叠层和所述第二超晶格堆叠层之间的第三超晶格堆叠层。

8.如权利要求7所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,所述第三超晶格堆叠层包括多个alyjga(1-yj)n/gan超晶格层对组,其中j为表示第j层的整数,yj为0.3≤yj<1的摩尔分数。

9.如权利要求8所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,xi大于yj。

10.如权利要求9所述的多通道多电极异质结构场效应晶体管,其特征在于,所述场效应晶体管包括源极、漏极和栅极,其中所述源极、所述漏极和所述栅极穿过所述超晶格堆叠体的至少一部分,使得所述栅极的深度为大于或等于所述第二超晶格堆叠层的厚度,且小于或等于所述第一超晶格堆叠层、所述第二超晶格堆叠层及所述第三超晶格堆叠层的厚度之和。

11.一种多通道多电极异质结...

【专利技术属性】
技术研发人员:褚宏深
申请(专利权)人:强茂股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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