具备结温监测和过温保护能力的GaN功率芯片及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具备结温监测和过温保护能力的GaN功率芯片，包括：依次横向分布在二维电子气结构上且彼此电隔离的功率器件、第一欧姆接触结构、第二欧姆接触结构和温度传感器二极管；功率器件包括源极、漏极和栅极；第一欧姆接触结构包括间隔分布的第一欧姆接触电极和第二欧姆接触电极；第二欧姆接触结构包括间隔分布的第三欧姆接触电极和第四欧姆接触电极；温度传感器二极管包括阴极、阳极和第一部分P‑GaN层；第一欧姆接触电极用于接地，第二欧姆接触电极和第三欧姆接触电极、栅极并接，第四欧姆接触电极和阴极串接且用于输出电压，阳极用于连接电源电压。该GaN功率芯片可以原位监测功率器件的结温变化，同时可以实现过温智能保护机制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体智能功率模块领域，具体涉及一种具备结温监测和过温保护能力的gan功率芯片及制备方法。

技术介绍

1、近年来，gan材料因为其禁带宽度大、击穿电场高、响应速度快，抗辐照和耐高温等优点在电力电子领域得到人们广泛关注和应用，用其制备的高电子迁移率晶体管(highelectron mobility transistor，hemt)器件由于优异的开关特性和耐压能力在高频高功率应用下逐渐成为首选。gan基hemt器件是高频电能变换应用的核心器件，近年来在快速充电器，电动汽车、太空雷达等领域有着大量的应用，但新型应用对gan基hemt器件的可靠性要求更高，器件退化带来的可靠性问题不容忽视。最常见的便是长期的高工作温度对gan基hemt器件的性能影响。hemt器件工作时，由于频繁的开关转换会导致异质结温度迅速升高，二维电子气(two-dimensional electron gas，2deg)沟道的载流子迁移率受温度影响而变差，长期在高温下运行可能导致器件退化和寿命降低，严重还会带来安全问题。

2、为了减小或避免高温引发的器件故障，在实际应本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具备结温监测和过温保护能力的GaN功率芯片，其特征在于，包括：依次横向分布在二维电子气结构(1)上且彼此电隔离的功率器件(2)、第一欧姆接触结构(3)、第二欧姆接触结构(4)和温度传感器二极管(5)，其中，

2.根据权利要求1所述的具备结温监测和过温保护能力的GaN功率芯片，其特征在于，所述二维电子气结构(1)包括自下至上依次层叠的衬底(11)、成核层(12)、缓冲层(13)、沟道层(14)和势垒层(15)，其中，所述沟道层(14)和所述势垒层(15)形成二维电子气沟道。

3.根据权利要求2所述的具备结温监测和过温保护能力的GaN功率芯片，其特征在于，所述...

【技术特征摘要】

1.一种具备结温监测和过温保护能力的gan功率芯片，其特征在于，包括：依次横向分布在二维电子气结构(1)上且彼此电隔离的功率器件(2)、第一欧姆接触结构(3)、第二欧姆接触结构(4)和温度传感器二极管(5)，其中，

2.根据权利要求1所述的具备结温监测和过温保护能力的gan功率芯片，其特征在于，所述二维电子气结构(1)包括自下至上依次层叠的衬底(11)、成核层(12)、缓冲层(13)、沟道层(14)和势垒层(15)，其中，所述沟道层(14)和所述势垒层(15)形成二维电子气沟道。

3.根据权利要求2所述的具备结温监测和过温保护能力的gan功率芯片，其特征在于，所述源极(21)、所述漏极(22)、所述第一欧姆接触电极(31)、所述第二欧姆接触电极(32)、所述第三欧姆接触电极(41)、所述阴极(51)均延伸至所述沟道层(14)的表面；

4.根据权利要求1所述的具备结温监测和过温保护能力的gan功率芯片，其特征在于，所述功率器件(2)还包括第二部分p-gan层(24)，所述部分p-gan层(24)位于所述源极(21)和所述漏极(22)之间的所述二维电子气结构(1)表面；

5.根据权利要求4所述的具备结温监测和过温保护能力的gan功率芯片，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁嵩，严兆恒，江希，邓超凡，李彦佐，刘启帆，何艳静，弓小武，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：