一种大功率密度的异质结器件及制备工艺制造技术

技术编号:46620472 阅读:0 留言:0更新日期:2025-10-14 21:15
本发明专利技术公开了一种大功率密度的异质结器件及制备工艺,包括单一半导体衬底、至少两个异质结结构单元,两个异质结结构单元以背对背堆积方式垂直集成于单一半导体衬底上,相邻异质结结构单元通过顶面金属电极直接键合实现电气互联,且单一半导体衬底为所有异质结结构单元的唯一支撑基底。该器件通过背对背堆积结构的创新方式,采用单一材料衬底支撑,通过不断叠加器件层的方式,使得多个器件能够高效利用衬底面积,并有效提升功率密度。此外,这一结构优化不仅能够避免衬底厚度过大带来的限制,还能实现芯片面积的利用率的提升,显著提高器件的功率密度和性能,使得器件在高功率、高频应用中具有更强的竞争力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件,具体涉及一种大功率密度的异质结器件及制备工艺


技术介绍

1、目前,iii-v族化合物半导体异质结晶体管(如algan/gan hfet)凭借其优异的材料特性,在高功率密度应用中展现出显著的优势。gan材料具有宽禁带、高击穿电场、高热导率和高电子漂移速度等特性,使得器件能够在高电压、高频率和高功率密度条件下稳定运行。此外,algan/gan异质结构通过自发极化与压电极化效应,在异质结界面处形成高浓度的二维电子气(2deg),无需掺杂即可获得高迁移率和低导通电阻,从而实现低损耗、高频率和高效能的工作性能。通过优化器件的结构设计(如采用mishemt结构或增强型工作模式),可以进一步提高其开关速度、击穿电压以及功率处理能力,使得gan异质结器件成为许多高频、高功率密度应用的理想选择,广泛应用于电源转换、射频功率放大器以及汽车电子等领域。

2、然而,在实际应用中,传统的gan-on-si衬底的异质结器件由于硅衬底较厚,限制了器件在垂直方向的结构优化,并降低了芯片面积的有效利用率。虽然现有技术中一些研究提出了通过使用gan等材本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种大功率密度的异质结器件,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的大功率密度的异质结器件,其特征在于,所述异质结结构单元包括半导体缓冲层(202)、第一半导体层(203)和第二半导体层(204)、欧姆接触电极、绝缘层以及金属电极(103);

3.根据权利要求2所述的大功率密度的异质结器件,其特征在于,所述欧姆电极包括第一欧姆接触电极(101)和第二欧姆接触电极(102),所述第一欧姆接触电极(101)和第二欧姆接触电极(102)分别设置在第一半导体层(203)上。

4.根据权利要求2所述的大功率密度的异质结器件,其特征在于,所述绝缘层包括第一...

【技术特征摘要】

1.一种大功率密度的异质结器件,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的大功率密度的异质结器件,其特征在于,所述异质结结构单元包括半导体缓冲层(202)、第一半导体层(203)和第二半导体层(204)、欧姆接触电极、绝缘层以及金属电极(103);

3.根据权利要求2所述的大功率密度的异质结器件,其特征在于,所述欧姆电极包括第一欧姆接触电极(101)和第二欧姆接触电极(102),所述第一欧姆接触电极(101)和第二欧姆接触电极(102)分别设置在第一半导体层(203)上。

4.根据权利要求2所述的大功率密度的异质结器件,其特征在于,所述绝缘层包括第一绝缘层(301)和第二绝缘层(302),所述第一绝缘层(301)位于第一欧姆接触电极(101)和第二半导体层(204)之间,所述第二绝缘层(302)位于第二欧姆接触电极(102)和第二半导体层(204)之间,所述金属电极(103)位于第一欧姆接触电极(101)和第二欧姆接触电极(102)之间。

5.根据权利要求1所述的大功率密度的异质结器件,其特征在于,所述单一半导体衬底(201)选自si、al2o3、hfo2、ga2o3、cro或mgo中的一种或多种叠加结构...

【专利技术属性】
技术研发人员:汪志刚宋怡慧
申请(专利权)人:西南交通大学
类型:发明
国别省市:

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