英诺赛科的该项专利提出了一种氮化镓基半导体器件
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- 发布时间:2020-04-07
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【概要描述】英诺赛科的该项专利提出了一种氮化镓基半导体器件,可以维持氮化镓基半导体器件的增强特性有效。
英诺赛科的该项专利提出了一种氮化镓基半导体器件
【概要描述】英诺赛科的该项专利提出了一种氮化镓基半导体器件,可以维持氮化镓基半导体器件的增强特性有效。
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英诺赛科的该项专利提出了一种氮化镓基半导体器件,可以维持氮化镓基半导体器件的增强特性有效。
集微网消息,GaN(氮化镓)属于第三代半导体材料,其成本较低,易于大规模产业化,而且通过GaN材料研发的器件,可同时适用在高功率和高频率等应用环境中。
现有电力半导体市场以硅的功率器件为主,在过去的20年里,硅功率器件每隔10年提高5~6倍的电力密度,但是其电力密度已经接近理论极限,很难期待性能方面能再提高。相比硅或砷化镓,氮化镓半导体具有带隙宽、优良的热稳定性、高击穿电压、高电子饱和漂移速度及优良的抗辐射性能。另外,相比硅电力半导体,GaN电力半导体还有低温抵抗特性,可以减少电力半导体引起的电力转换损失,做到电力系统电力损耗最少化等优点。
GaN半导体器件通过小型化、高电压、高速转换而成为低损耗、高效率的新一代电力功率器件,产业网、电力网、信息通信等领域对GaN半导体的需要不断扩大。但是在GaN电力半导体领域中,GaN体现增强性会导致镁容易移动到氮化铝镓层,从而引起GaN基半导体器件的增强特性降低甚至失效。
为了解决上述问题,英诺赛科公司申请了一项名为“氮化镓基半导体器件及其制作方法”的发明专利(申请号:201710795972.8),申请人为英诺赛科(珠海)科技有限公司。
该专利提出了一种氮化镓基半导体器件,可以维持氮化镓基半导体器件的增强特性有效。
图1
本专利提出的氮化镓基半导体器件结构示意图如图1所示,该器件的结构由多个层级组成。在此器件的最底层是选用硅为材料的基板200, 缓冲层210是低温生长的氮化镓层、氮化铝层和氮化铝镓层中的一层或多层的交替叠层,它位于基板200的上方,而且基板200与缓冲层210之间还包括氮化铝晶种层270。
紧贴着缓冲层210的上方是非有意掺杂氮化镓层220(u-GaN),为了改善其厚度和结晶性,非有意掺杂氮化镓层会包含多层的应变控制层和多层的掩膜层。再往上是通道层230,通道层230上生长了AlGaN层240。
扩散停止层250在AlGaN层240的上面,它的本质是单层InaAlbGacBdN层,其中,a,b,c,d为化学元素的个数,并且满足a+b+c+d=1(a,b,c,d均为非负数)。InaAlbGacBdN层可以通过掺杂镁,来提高半导体器件的增强特性。下图2是扩散停止层为GaBN层时的示意图。
图2
扩散停止层250上生长的是镁掺杂P型掺杂氮化镓帽层260。本专利提出的氮化镓基半导体器件通过在AlGaN层240与P型掺杂氮化镓帽层260之间设置扩散停止层250(InaAlbGacBdN层),InaAlbGacBdN层中含有原子大小比镁小的B,可以抑制镁由P型氮化镓帽层260向AlGaN层240移动,从而保证P型氮化镓帽层260中镁的浓度,达到维持氮化镓基半导体器件的增强特性有效。
随着氮化镓在射频、器件等领域的应用越来越多,英诺赛科公司凭借其雄厚的技术实力,先进的IDM(Integrated Device Manufacturer)产业化模式及其首创的8英寸硅基氮化镓功率与射频器件大规模量产线,不仅使公司产品具有高性能、低成本、高可靠性等市场优势,而且还进一步扩大了中国在第三代半导体行业中的影响力,促进了国内半导体行业的发展。
泰科斯德推出的高频平面变压器,凭借高功率密度,散热好,效率高等优势能够与第三代半导体功率元器件适配,在第三代半导体功率元器件的电源设计中充当重要角色。
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