具有衬底耦合串扰抑制作用的单片集成半桥GaN HEMT器件制造技术

本发明专利技术属于功率半导体技术领域，涉及一具有衬底耦合串扰抑制作用的单片集成半桥GaN HEMT器件。该结构通过添加一个与半桥下管并联的，具有与下管相同开关状态的Sub晶体管，在Sub晶体管开启的过程中实现了对衬底中所积累的电荷的释放，并通过Sub晶体管的开关实现了对衬底电势的调节，避免了在长时间工作状态下衬底电荷积累，实现了衬底偏置状态的动态自适应调节，减小了单片集成带来的衬底耦合串扰问题，提升了半桥结构在电源转化系统中的稳定性，提升了电源系统的能量转化效率，此外在器件制造过程中无需增加额外的掩模版和工艺步骤，使得该结构兼容常规工艺，有利于器件的集成化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于功率半导体，具体是指具有衬底耦合串扰抑制作用的单片集成半桥gan hemt器件。

技术介绍

1、gan具有高临界击穿电场、高电子饱和漂移速度，且algan/gan异质结构间的极化效应产生的二维电子气(2deg)具有高的迁移率与电子密度，使得gan高电子迁移率晶体管(hemt)在高频、高效率、高功率密度的应用领域独具优势。随着电动汽车和智能电网的发展，对高效能、高密度的电力转换设备的需求日益增加，gan半桥结构在电源转换、直流电机驱动等领域中得到了广泛的应用。将半桥结构的两个晶体管进行单片集成可以减小整体电路的面积，得到更高的功率密度，从而实现电源系统的小型化与集成化。

2、但是半桥结构的单片集成引入了衬底耦合串扰的相关问题：①当衬底与上管源极相接时，在上管导通状态下，衬底电位将达到与总线电压相近的大小，此时相当于给衬底施加了一个与总线电压相近的正向偏置电压，使得下管出现明显的衬偏效应，下管沟道中的会被buffer层中的受主陷阱捕获，当上管关断时，衬底电势降低，相当于撤去了衬底的正向偏置电压，此时被捕获的受主陷阱无法及时被释放，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.具有衬底耦合串扰抑制作用的单片集成半桥GaN HEMT器件，包括沿器件垂直方向自下而上依次层叠设置的衬底层(1)、AlN成核层(2)、GaN缓冲层(3)、GaN沟道层(4)以及势垒层(5)；

2.根据权利要求1所述的具有衬底耦合串扰抑制作用的单片集成半桥GaN HEMT器件，其特征在于，在第一栅极结构沿横向方向远离第二栅极结构的一侧依次分布有第七导电材料(20)、第八导电材料(17)和第九导电材料(21)，与势垒层(5)的接触均为欧姆接触，引出端依次为源电极、Sub晶体管的漏电极和衬底电极，其中，第八导电材料(17)与第三导电材料(10)进行电气连接；在第七导电材料(20...

【技术特征摘要】

1.具有衬底耦合串扰抑制作用的单片集成半桥gan hemt器件，包括沿器件垂直方向自下而上依次层叠设置的衬底层(1)、aln成核层(2)、gan缓冲层(3)、gan沟道层(4)以及势垒层(5)；

2.根据权利要求1所述的具有衬底耦合串扰抑制作用的单片集成半桥gan hemt器件，其特征在于，在第一栅极结构沿横向方向远离第二栅极结构的一侧依次分布有第七导电材料(20)、第八导电材料(17)和第九导电材料(21)，与势垒层(5)的接触均为欧姆接触，引出端依次为源电极、sub晶体管的漏电极和衬底电极，其中，第八导电材料(17)与第三导电材料(10)进行电气连接；在第七导电材料(20)和第八导电材料(17)之间具有第三隔离区(22)，第三隔离区(22)的上端与钝化层(6)接触...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛刚，邓高强，李江欢，骆成涛，魏杰，罗小蓉，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：