[发明专利]GaN基单片集成式半桥电路

摘要

本发明属于半导体器件及集成电路技术领域，具体的说是涉及一种GaN基单片集成式半桥电路。与常规的由分立器件组成的半桥电路不同的是，本发明将两个增强型GaN HEMT及GaN基二极管集成至同一芯片模块上，这便于降低寄生电感，增加开关管开关速度，从而降低开关管开关功耗。同时，在半桥电路的下管两端反向并联场控二极管，这能够减小二极管电极与下管电极之间的寄生电感，使二极管与下管沟道之间能够实现快速的换流。同时，由于场控二极管的正向导通压降较低，能大幅度降低死区时间导通压降，提高系统的效率。另外，由于场控二极管制备工艺与增强型GaN HEMT完全兼容，大大降低了制备工艺的复杂程度。该型半桥电路模块适用于Buck、Boost及Buck‑Boost电路等。

主权项

GaN基单片集成式半桥电路，包括第一GaN HEMT器件、第二GaN HEMT器件和二极管，所述第一GaN HEMT器件为增强型器件；其特征在于，所述的第一GaN HEMT器件、第二GaN HEMT器件和二极管集成在同一GaN基上；其结构为：设定器件的剖面图为由横向方向和垂直方向构成的平面，则沿垂直方向，从下至上依次包括：衬底、GaN层、位于GaN层上的有源区；沿横向方向，从器件一端到另一端依次包括：二极管的阴极、二极管的阳极、第一GaN HEMT器件的源极、第二GaN HEMT器件的源极、第二GaN HEMT器件的漏极、第一GaN HEMT器件的漏极；其中，所述的第一GaN HEMT器件的源极和第一GaN HEMT器件的漏极之间具有AlGaN层，AlGaN层下方的GaN基上层形成二维电子气沟道，AlGaN层上具有第一GaN HEMT器件的栅极；所述的第二GaN HEMT器件的源极和第二GaN HEMT器件的漏极之间具有AlGaN层，AlGaN层下方的GaN基上层形成二维电子气沟道，AlGaN层上具有第二GaN HEMT器件的栅极；并且第二GaN HEMT器件的漏极和第一GaN HEMT器件的源极之间具有间距；其中，第一GaN HEMT器件的源极、第二GaN HEMT器件的漏极与二极管的阴极电气连接，第二GaN HEMT器件的源极与二极管的阳极电气连接。