一种带雪崩击穿特性的AlGaN/GaN HEMTs器件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带雪崩击穿特性的AlGaN/GaN HEMTs器件。器件包括AlGaN/GaN HEMTs器件和反向额定电压与AlGaN/GaN HEMTs器件额定阻断电压相同的Si基二极管并联。使得AlGaN/GaN HEMTs器件在阻断状态工作时，当漏端电压超过器件的额定阻断电压时，通过Si基二极管的雪崩击穿效应，固定漏端电压，并且通过Si基二极管的雪崩效应产生雪崩电流，反馈给保护电路。从而保护整个电路系统，增强器件和系统的安全性与稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力电子器件制造以及电力电子电路领域，尤其设计一种带雪崩击穿特性的AIGaN/GaN HEMTs器件。研宄背景GaN基半导体材料由于具有宽禁带、高电子迀移速度、高热导率、耐腐蚀，抗辐射等突出优点，在制作高温、高频、大功率电子器件方面有着独特的优势。AIGaN/GaN HEMTs (High electron mobility transisitors)器件是众多 GaN 基器件的研宄热点。由于在异质结的存在，在不掺杂的情况下会通过压电效应和自发极化在异质结的界面(AIGaN/GaN)处会天然形成二维电子气薄层(2-DEG)。同时，无掺杂的AlGaN和GaN可以降低输入电容，提高器件的工作频率。再者，AIGaN/GaN HEMTs由于天然沟道的存在大大降低了开态电阻。而且相对于同为宽禁带材料的SiC基器件，GaN材料具有更低的价格，因此，AIGaN/GaN HEMTs器件得到了广泛的研宄和发展。但是研宄证明AIGaN/GaN HEMTs器件在阻断状态下工作时，器件的击穿电压为负的温度系数，因此器件击穿并非碰撞电离式的雪崩击穿形式。由于AIGaN/GaN HEMTs器件不具备雪崩击穿，器件在阻断状态时，当漏端电压超过器件的额定耐压时，漏端电压不能固定，会随着漏电流的升高一直升高。而过高的漏电流与漏电压，不仅提高了系统的功耗，而且会引起器件本身以及系统的安全性和可靠性问题。缺少了雪崩击穿时漏电流的反馈作用，也增加了反馈系统的设计难度。然而，对于Si基高压二极管材料，由于Si材料低的雪崩击穿电场，当反向电压超过器件反向额定电压时会发生雪崩击穿。在实际电路中，当电路不稳定，使得器件反向工作电压高于额定电压达到雪崩击穿电压时，由于雪崩效应使得器件上反向压降固定。固定反向压降下直线上升的反向漏电流，也会触发电路中的保护装置，从而保护整个电力电子系统。因此，AIGaN/GaN HEMTs器件阻断状态下的特性需要改进。
技术实现思路
本专利技术旨在解决常规AIGaN/GaN HEMTs器件在实际应用中，器件在阻断状态下，不能形成雪崩击穿，固定漏端电压，形成漏电流反馈的问题。一种带雪崩击穿特性的AlGaN/GaN HEMTs器件，包括:阻断耐压大于或者等于设计要求额定阻断电压的AIGaN/GaN HEMTs器件，反向额定耐压等于设计要求额定阻断电压Si基二极管，所述AIGaN/GaN HEMTs器件源极与所述的Si基二极管阳极相连，所述的AIGaN/GaN HEMTs器件的漏极与所述的Si基二极管阴极相连。为了实现上述目的，本专利技术通过将额定反向电压与AIGaN/GaN HEMTs器件额定阻断电压相的Si基二极管器件并联到AIGaN/GaN HEMTs器件中，使得AIGaN/GaN HEMTs器件工作在阻断状态时，通过Si基二极管器件的雪崩击穿效应，固定漏端电压，形成漏电流反馈，从而保护AIGaN/GaN HEMTs器件本身以及整个电路系统，增强器件与电路的安全性与稳定性。【具体实施方式】如下:步骤一:选择阻断耐压大于或者等于设计要求额定阻断电压的AIGaN/GaN HEMTs器件。步骤二:选择反向额定耐压等于设计要求额定阻断电压Si基二极管。步骤三:将步骤一中所述AIGaN/GaN HEMTs器件的源极(Source)与步骤二中所述的Si基二极管的阳极相连，将步骤一中所述的AIGaN/GaN HEMTs器件的漏极(Drain)与将步骤一中所述的Si基二极管阴极相连。其中步骤一中所述的AIGaN/GaN HEMTs器件可以是肖特基栅、金属绝缘体栅以及PN结栅AIGaN/GaN HEMTs器件，也可以是其他各种AIGaN/GaN HEMTs三端器件。其中步骤一中所述的AIGaN/GaN HEMTs器件也可以是两个或者两个以上的AIGaN/GaN HEMTs器件相互串联或者并联形成模块，以达到器件设计中所需的额定阻断电压或者额定正向电流的要求，其额定阻断耐压为整个模块的反向额定电压。其中步骤二中所述的Si基二极管也可以是两个或者两个以上Si基二极管相互串联的模块成模块，以使其反向额定电压与AIGaN/GaN HEMTs器件的额定阻断电压相匹配，其反向额定电压为整个模块的反向额定电压。其中步骤三中所述的Si基二极管的结构可以是各种结构，如:肖特基结构、PiN结构等等。其中步骤三种所述的AIGaN/GaN HEMTs器件与Si基二极管的连接方法，可以是各种方法，如:封装为DBC模块、电路板焊接或者其他封装形式。本专利技术中应用Si基二极管与AIGaN/GaN HEMTs器件并联，利用了 Si基二极管反向电压超过额定电压的雪崩击穿效应，固定漏端压降，形成雪崩电流反馈，从而保护了器件与电路系统。改进了 AIGaN/GaN HEMTs器件的阻断特性。增强了 AIGaN/GaN HEMTs器件应用中的安全性与稳定性。【附图说明】附图1是本专利技术实施实例中，将一个AIGaN/GaN HEMTs器件与一个Si基二极管并联的不意图附图2是本专利技术实施实例中，将一个AIGaN/GaN HEMTs器件与二个或两个以上串联的Si基二极管模块并联的示意图附图3是本专利技术实施实例中，将两个或者两个以上并联的AIGaN/GaN HEMTs器件模块与一个Si基二极管并联的示意图附图4是本专利技术实施实例中，将两个或者两个以上并联的AIGaN/GaN HEMTs器件模块与两个或者两个以上串联的Si基二极管模块并联的示意图【具体实施方式】本专利技术中应用Si基二极管与AIGaN/GaN HEMTs器件并联，利用了 Si基二极管雪崩击穿效应，固定AIGaN/GaN HEMTs器件漏端压降，形成雪崩电流反馈，从而保护了器件与电路系统。改进了 AIGaN/GaN HEMTs器件的阻断特性。增强了 AIGaN/GaN HEMTs器件应用中的安全性与稳定性。为进一步说明本专利技术的特征和技术方案，以下结合附图通过具体实施例的描述，进一步详细说明本专利技术的结构、优点和性能。实施实例一:选取一个达到设计所需额定阻断电压AIGaN/GaN HEMTs器件，选取一个反向额定电压等于设计所需额定阻断电压的Si基二极管，将AIGaN/GaN HEMTs器件的源极(Source)与Si基二极管的阳极相连，将AIGaN/GaN HEMTs器件的漏极(Drain)与Si基二极管的阴极相连如附图1所示。实施实例二:选取一个达到设计所需额定阻断电压AIGaN/GaN HEMTs器件，串联两个或者两个以上Si基二极管使其反向额定电压与AIGaN/GaN HEMTs器件的额定阻断电压相同，将AIGaN/GaN HEMTs器件的源极(Source)与Si基二极管模块的阳极相连，将AIGaN/GaN HEMTs器件的漏极(Drain)与Si基二极管模块的阴极相连，如附图2所示。实施实例三:选取达到设计所需额定阻断电压AIGaN/GaN HEMTs器件，并联两个或者两个以上AIGaN/GaN HEMTs器件使其正向工作时的额定电流达到设计要求，将这些AIGaN/GaN HEMTs器件的栅极(Gate)、漏极(Drain)以及源极(Source)分别连接在一起，形成模块。将AIGaN/GaN H本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带雪崩击穿特性的AlGaN/GaN HEMTs器件，包括：阻断耐压大于或者等于设计要求额定阻断电压的AlGaN/GaN HEMTs器件,反向额定耐压等于设计要求额定阻断电压Si基二极管,所述AlGaN/GaN HEMTs器件源极与所述的Si基二极管阳极相连，所述的AlGaN/GaN HEMTs器件的漏极与所述的Si基二极管阴极相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何志，谢刚，
申请(专利权)人：佛山芯光半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44