双跨导半导体开关器件及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种双跨导半导体开关器件及其制造方法，该器件主要应用在高压浪涌保护模块中，包括：衬底；位于衬底上的应力缓冲层、半绝缘GaN层、n-GaN沟道层、AlGaN势垒层；以及源极、漏极和栅极。该器件具备三种状态：关态、低跨导态以及开态。在开态与关态之间有一段稳定的低跨导状态，使得该器件在浪涌保护模块进入关态前能够在一个较大的栅控电压波动范围内保持漏端的电流稳定，进而解决高压浪涌引起的高压开关器件提前失效的问题。同时该器件开态时的跨导较大，使得该器件在高压浪涌到来时，能够迅速的从导通状态进入到基本断开的状态，以保护负载不受高压浪涌的损坏。

【技术实现步骤摘要】
双跨导半导体开关器件及其制造方法
本专利技术涉及微电子
，特别是涉及一种双跨导半导体开关器件及其制造方法。
技术介绍
瞬态阻断单元（TBU）由Fultec公司专利技术，能为串联负载提供保护，主要应用在网络与通讯设备接入的浪涌过载保护。TBU是具有两个或多个晶体管的装置，这两个或多个晶体管相连接，通常情况下具有较低的电阻和电容以避免TBU影响原有线路的导通和带宽，但是在响应过电压或过电流情况时TBU能够迅速并自动地切换至高阻态以保护串联负载。现有技术中，美国专利US2009/231773表述了典型的TBU。图1示出TBU的一个典型示例，包括耗尽型器件Q1、耗尽型器件Q2、耗尽型器件Q3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、二极管D1和二极管D2，若Q1和Q3是n型耗尽型器件，则Q2是p型耗尽型器件（若Q1和Q3是p型耗尽型器件，则Q2是n型耗尽型器件）。Q1和Q3的栅源电压差受到通过Q2的电流控制，当通过TBU的电流超过额定值（阈值电流）时则Q1（或Q3，取决于电流方向）自动关断，随后Q2也关断，TBU转变成高阻状态，保护设备不受过压或过流的损坏。很多场合要求TBU具有高电压处理能力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双跨导半导体开关器件，其特征在于，所述器件包括：衬底；位于所述衬底上的应力缓冲层；位于所述应力缓冲层上的半绝缘GaN层；位于所述半绝缘GaN层上的n?GaN沟道层；位于所述n?GaN沟道层上的AlGaN势垒层，所述n?GaN沟道层和AlGaN势垒层之间产生有二维电子气2DEG沟道；位于所述AlGaN势垒层上源极区域和漏极区域的源极和漏极、以及位于所述源极区域和漏极区域之间栅极区域上的栅极。

【技术特征摘要】
1.一种双跨导半导体开关器件，其特征在于，所述器件包括：衬底；位于所述衬底上的应力缓冲层；位于所述应力缓冲层上的半绝缘GaN层；位于所述半绝缘GaN层上的n-GaN沟道层，所述n-GaN沟道层为n型掺杂，且n-GaN沟道层的厚度为10nm至1000nm，掺杂浓度在1016cm-3和1019cm-3之间；位于所述n-GaN沟道层上的AlGaN势垒层，所述n-GaN沟道层和AlGaN势垒层之间产生有二维电子气2DEG沟道；位于所述AlGaN势垒层上源极区域和漏极区域的源极和漏极、以及位于所述源极区域和漏极区域之间栅极区域上的栅极；在所述2DEG沟道完全耗尽，n-GaN沟道层被部分耗尽后，所述双跨导半导体开关器件仍能保持有电流。2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述栅极区域上设有介质层，栅极位于所述介质层上。3.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述n-GaN沟道层和AlGaN势垒层之间设有AlN插入层。4.根据权利要求2所述的器件，其特征在于，所述n-GaN沟道层和AlGaN势垒层之间设有AlN插入层。5.根据权利要求1～4中任意一项所述的器件，其特征在于，所述AlGaN...

【专利技术属性】
技术研发人员：张乃千，陈洪维，裴风丽，
申请(专利权)人：苏州能讯高能半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：