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器件的封装结构。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。从而保护器件本身以及整个电路系统，增强器件和系统的安全性与稳定性。该封装结构的特点包括直接将垂直结构的Si基二极管焊接到AlGaN/GaN HEMTs器件的漏极（Drain）上形成并联结构。
【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AlGaN/GaN HEMTs器件的封装结构。
技术介绍
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。AlGaN/GaN HEMTs (High electron mobility transisitors)器件是众多GaN基器件的研究热点。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(AlGaN/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，AlGaN/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，AlGaN/GaN HEMTs器件得到了广泛的研究和发展。但是研究证明AlGaN/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AlGaN/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，不仅增加了系统的功耗，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，AlGaN/GaN HEMTs器件阻断状态下的特性需要改进。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在解决常规AlGaN/GaNHEMTs器件在实际应用中，器件在阻断状态下，不能形成雪崩击穿，固定漏电压，形成漏电流反馈的问题。1.为了实现上述专利技术目的的其技术方案为，一种带雪崩击穿特性的AlGaN/GaNHEMTs器件的封装结构，其结构为，阻断电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垂直结构的Si基二极管。上述AlGaN/GaN HEMTs器件的衬底焊接到封装材料的绝缘基板上。上述Si基二极管的阴极焊接到AlGaN/GaN HEMTs器件的漏极(Drain)上面。上述Si基二极管的阳极通过金属引线与AlGaN/GaN HEMTs器件的栅极(Gate)相连，上述金属引线引出封装模块的栅极(Gate)、源极(Source)以及漏极(Drain)。上述AlGaN/GaN HEMTs器件是肖特基栅、MIS栅以及PN结栅AlGaN/GaN HEMTs器件。上述的Si基二极管是肖特基结、PiN结。当单个Si基二极管器件不能达到要求的反向额定电压时，所述的Si基二极管由两个或者两个以上Si基二极管相互串联使用，以使其总的反向额定电压等于AlGaN/GaNHEMTs器件的额定阻断电压。为了达到设计器件所需电流的要求，可由两个或者两个以上额定阻断电压相同的AlGaN/GaN HEMTs器件相互并联。上述AlGaN/GaNHEMTs器件的衬底焊接到封装材料的绝缘基板上，将反向额定电压与AlGaN/GaN HEMTs器件阻断电压相同的Si基二极管或者垂直串联焊接形成的Si基二极管模块焊接到其中一个AIGaN/GaN HEMTs器件的漏极(Dra iη )上，通过金属引线将AIGaN/GaN HEMTs器件的栅极(Gate)、源极(Source)以及漏极(Drain)分别对应相连形成并联模块，然后通过引线将AlGaN/GaN HEMTs器件模块的栅极(Gate)与Si基二极管或者Si基二极管模块的阳极相连。上述一种带雪崩击穿特性的AlGaN/GaNHEMTs器件的封装结构的制作方法包括以下步骤:步骤一:选择阻断耐压大于或者等于所设计要求额定阻断电压的AlGaN/GaN HEMTs器件。步骤二:选择反向额定耐压等于所设计要求额定阻断电压Si基二极管。步骤三:将AlGaN/GaNHEMTs器件的衬底焊接到封装材料的基板上。 步骤四:将Si基二极管的阴极焊接到AlGaN/GaN HEMTs器件的漏极(Drain)上面。步骤五:将Si基二极管的阳极通过金属引线与AlGaN/GaNHEMTs器件的栅极(Gate)相连。步骤六:通过引线引出封装模块的栅极(Gate)、源极(Source)以及漏极(Drain)。其中步骤一中所述的AlGaN/GaN HEMTs器件可以是肖特基栅、MIS栅以及PN结栅AlGaN/GaN HEMTs器件，也可以是其他各种AlGaN/GaN HEMTs三端器件。其中步骤二中所采用的Si基二极管可以是肖特基结构、PiN结构等各种垂直结构的Si基二极管器件。其中，假若Si基二极管的反向耐压不能达到AlGaN/GaNHEMTs器件的额定阻断电压，步骤二中所采用的Si基二极管是两个或者两个以上Si基二极管相互串联形成模块，其总额定电压等于AlGaN/GaN HEMTs器件的额定阻断电压。其中，为了达到设计器件所需电流的要求，也可以将两个或者两个以上额定阻断电压相同的AlGaN/GaN HEMTs器件相互并联。通过将AlGaN/GaN HEMTs器件的衬底焊接到封装材料的绝缘基板上，将反向额定电压与AlGaN/GaN HEMTs器件阻断电压相同的Si基二极管或者垂直串联焊接形成的Si基二极管模块焊接到其中一个AlGaN/GaN HEMTs器件的漏极(Drain)上，通过金属引线将AlGaN/GaN HEMTs器件的栅极(Gate)、源极(Source)以及漏极(Drain)分别对应相连形成并联模块，然后通过引线将AlGaN/GaN HEMTs器件模块的栅极(Gate)与Si基二极管或者Si基二极管模块的阳极相连。其中，本专利技术所采用的封装结构可以为T0220、DBC模块。【附图说明】附图1是将一个当前第1页1 2 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器件的封装结构，其特征是，阻断电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垂直结构的Si基二极管，所述AlGaN/GaN HEMTs器件的衬底焊接到封装材料的绝缘基板上，所述Si基二极管的阴极焊接到AlGaN/GaN HEMTs器件的漏极Drain上面，所述Si基二极管的阳极通过金属引线与AlGaN/GaN HEMTs器件的栅极Gate相连，所述金属引线引出封装模块的栅极Gate、源极Source以及漏极Drain。
【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
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