[发明专利]高击穿电压Ⅲ‑N耗尽型MOS电容器

摘要

本发明描述了Ⅲ‑N高电压MOS电容器以及片上系统(SoC)解决方案，所述SoC解决方案集成了能够实现高击穿电压(BV)的至少一个Ⅲ‑N MOS电容器，以实现高电压和/或高功率电路。可以实现超过4V的击穿电压，而不需要在RFIC和/或PMIC中串联耦合电容器。在实施例中，GaN层的耗尽型Ⅲ‑N电容器与诸如平面和非平面硅CMOS晶体管技术之类的IV族晶体管架构单片集成，在所述GaN层中，在低于0V的阈值电压下形成了二维电子气(2DEG)。在实施例中，对硅衬底进行蚀刻，以提供(111)外延生长表面，在所述生长表面之上形成了GaN层和Ⅲ‑N阻挡层。在实施例中，沉积高K电介质层，并且制作针对所述2DEG并且位于所述电介质层之上的电容器端子接触部。

主权项

一种无源半导体器件，包括：硅衬底；设置在所述硅衬底之上的GaN层；设置在所述GaN层的(0001)表面上的Ⅲ‑N阻挡层；设置在所述Ⅲ‑N阻挡层之上的电介质层；设置在所述电介质层上的第一接触金属，所述第一接触金属和所述GaN层分别形成耗尽型Ⅲ‑N金属氧化物半导体(MOS)电容器的第一板和第二板；以及第二接触金属，其设置在n型半导体区上，所述n型半导体区被设置为与所述GaN层接触，并且电连接到对于所述第一接触金属和所述第二接触金属之间的超过负阈值电压的电压而言存在于所述GaN层中的接近所述GaN层与所述Ⅲ‑N阻挡层之间的界面的二维电子气(2DEG)。