[发明专利]高电子迁移率晶体管ESD保护结构有效
申请号: | 201910671891.6 | 申请日: | 2019-07-24 |
公开(公告)号: | CN110783401B | 公开(公告)日: | 2023-07-25 |
发明(设计)人: | M·艾曼·谢比卜;C·G·廖 | 申请(专利权)人: | 维西埃-硅化物公司 |
主分类号: | H01L29/778 | 分类号: | H01L29/778 |
代理公司: | 北京市磐华律师事务所 11336 | 代理人: | 娄晓丹 |
地址: | 美国加利*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 电子 迁移率 晶体管 esd 保护 结构 | ||
1.一种器件,包括:
宽带隙半导体层;
更宽带隙半导体层,设置在所述宽带隙半导体层上以形成异质结,其中二维电子气2DEG沟道出现在所述宽带隙半导体层中邻近所述更宽带隙半导体层的边界处;
源极,设置在所述更宽带隙半导体层的第一部分上;
漏极,设置在所述更宽带隙半导体层的第二部分上;
第一栅极,设置在所述源极和所述漏极之间的、所述更宽带隙半导体层的第三部分上,其中当电位电压小于施加在所述第一栅极与所述源极之间的第一阈值电压时,邻近所述第一栅极的所述2DEG沟道中的多数载流子被所述第一栅极耗尽;
第二栅极,设置在所述第一栅极和所述漏极之间的、所述更宽带隙半导体层的第四部分上,其中所述第二栅极和所述漏极电耦合在一起以处于相同的电位电压,并且其中当电位电压小于施加在所述第二栅极与所述更宽带隙半导体层的第五部分之间的第二阈值电压时,邻近所述第二栅极的所述2DEG沟道中的多数载流子被所述第二栅极耗尽,其中所述第五部分位于所述更宽带隙半导体层的所述第四部分和所述第三部分之间;以及,
其中所述第二阈值电压大于或等于所述第一阈值电压。
2.如权利要求1所述的器件,其中所述宽带隙半导体层包括非故意掺杂的半导体层。
3.如权利要求1所述的器件,还包括:
第三栅极,设置在所述第一栅极与所述第二栅极之间的、所述更宽带隙半导体层的第五部分上,并且电耦合到所述第二栅极和所述第三栅极之间的、所述更宽带隙半导体层的第六部分。
4.如权利要求1所述的器件,其中所述第二阈值电压大于所述第一阈值电压预定量。
5.如权利要求1所述的器件,其中:
所述宽带隙半导体层包括基本上本征的氮化镓(GaN)层;
所述更宽带隙半导体层包括氮化铝镓(AlGaN)层;以及
所述第一栅极和所述第二栅极包括p型掺杂的氮化镓(GaN)。
6.如权利要求1所述的器件,其中:
所述第一栅极与所述第二栅极具有基本相似的尺寸;以及
所述更宽带隙半导体层的所述第三部分与所述第四部分具有基本相似的尺寸。
7.一种器件,包括:
第一氮化镓GaN基半导体区域;
第二GaN基半导体区域,具有比所述第一GaN基半导体区域更宽的带隙,所述第二GaN基半导体区域设置在所述第一GaN基半导体区域上,其中异质结在所述第一GaN基半导体区域与所述第二GaN基半导体区域之间的界面处建立;
第一导体,设置在所述第二GaN基半导体区域的第一部分上,以形成源极;
第二导体,设置在所述第二GaN基半导体区域的第二部分上,以形成漏极;
第三GaN基半导体区域,设置在所述第二GaN基半导体区域的第三部分上、邻近所述源极与所述漏极之间的异质结处,以形成第一栅极;以及
第四GaN基半导体区域,设置在所述第二GaN基半导体区域的第四部分上、邻近所述第一栅极与所述漏极之间的异质结处,以形成第二栅极,其中所述第二栅极电耦合到所述漏极以处于相同的电位电压,并且其中与所述第二栅极相关联的阈值电压等于或大于与所述第一栅极相关联的阈值电压。
8.如权利要求7所述的器件,还包括:
硅衬底,所述第一GaN基半导体区域设置在所述硅衬底上。
9.如权利要求8所述的器件,还包括:
设置在所述硅衬底与所述第一GaN基半导体区域之间的一个或更多个晶格过渡区。
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