一种单片集成分压器的氮化镓器件制造技术

本发明专利技术公开了一种单片集成分压器的氮化镓器件，包括氮化镓晶体管及分压器，氮化镓晶体管与分压器单片集成。本发明专利技术提供的氮化镓器件与分压器单片集成，使得该器件能够实现对源极和漏极之间电压的准确检测，当面对温度变化时，分压器内的多块同质电阻之间的电阻比值不变，故分压器的分压系数不会受到温度变化的影响，进一步提高了对源极和漏极之间电压的准确检测，避免器件击穿损坏。通过单片集成分压器的方式，可以有效减少电阻与氮化镓器件之间的导线长度，减少寄生，降低延迟，对比于现有直接加装外部电阻的方案，本方案的电阻体积极小，成本极低，能够在确保整个氮化镓器件体积变化极小的情况下，保证整个氮化镓器件体积维持原有较小体积。有较小体积。有较小体积。

【技术实现步骤摘要】
一种单片集成分压器的氮化镓器件


[0001]本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种单片集成分压器的氮化镓器件。

技术介绍

[0002]高电子迁移率晶体管（High electron mobility transistor, HEMT），也称调制掺杂场效应管（modulation
‑
doped FET, MODFET）是场效应晶体管的一种，它使用具有不同能隙的半导体材料AlGaN和GaN，形成二维电子气沟道（2DEG），而不像金属氧化物半导体场效应管那样，直接使用掺杂的半导体而不是结来形成导电沟道。而近年来发展的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMTs)则凭借其良好的高频特性吸引了大量关注。
[0003]如图1所示，图1为现有的氮化镓高电子迁移率晶体管器件结构，通常作为常关型开关，为晶体管结构，包括有栅极（Gate）、源极（Source）和漏极（Drain），当栅极和源极之间达到导通电压时，则晶体管导通，反之则晶体管关断。如果晶体管处于关断状态时，源极和漏极之间存在关断电压，源极和漏极之间的关断电压通常较高，例如，晶体管的导通电压，也即栅极和源极之间的电压VGS是5V，当晶体管关断时，源极和漏极之间的电压VDS可高达400V左右。在电力电子系统中，氮化镓器件通常用作开关器件，常面对浪涌、雷击等特殊情况时，会有电压的波动，严重时会击穿氮化镓器件，而氮化镓晶体管与传统硅基MOSFET不同，当氮化镓晶体管击穿时会导致器件的永久损坏，故需要严格监控源极和漏极之间的关断电压，避免突变的电压导致器件击穿。
[0004]为了解决上述问题，现有方案是通过在原有的氮化镓器件的源极和漏极上连接一个分压器，该分压器包括两个串联的电阻，如图2所示，通过接线的方式额外将电阻R1和R2添加到器件中，并封装在PCB板上，并连接IC以通过分压器的方式检测氮化镓器件的源极和漏极上的电压VDS，以通过添加电阻的方式准确检测电压VDS并进行相关的反馈控制，避免击穿，例如设置控制电路和分压器连接，当检测到击穿电压时，打开晶体管导通栅极和源极，而反馈控制方式的准确性取决于分压器中电阻阻值的精度。
[0005]上述接线添加电阻的方式有几个问题：1、接入的导线距离长，容易产生寄生，存在延迟；2、市面上的电阻元件阻值不精确，会导致电压检测精度较低；3、市面上的电阻元件体积大，其体积在毫米甚至厘米级别，同时电阻元件价格贵，会极大提高器件成本。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种单片集成分压器的氮化镓器件，旨在解决现有的氮化镓晶体管设置分压器时存在的上述的问题。
[0007]根据本申请实施例，提供了一种单片集成分压器的氮化镓器件，包括氮化镓晶体管及分压器，所述氮化镓晶体管与所述分压器单片集成；所述分压器与所述氮化镓晶体管的源极和漏极连接。
[0008]优选地，所述分压器内形成有导电沟道。
[0009]优选地，所述分压器包括叠层设置的p
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GaN层、AlGaN层及GaN层，所述导电沟道形成于所述p
‑
GaN层。
[0010]优选地，所述导电沟道外周侧设有第一离子注入区，所述第一离子注入区与所述导电沟道之间具有p
‑
GaN层。
[0011]优选地，所述分压器包括叠层设置的AlGaN层及GaN层，所述AlGaN层上设有第二离子注入区，所述第二离子注入区之间形成所述导电沟道。
[0012]优选地，所述导电沟道的数量为两个。
[0013]与现有技术相比，本专利技术提供的一种单片集成分压器的氮化镓器件具有以下有益效果：通过在氮化镓器件中设置分压器，其该分压器与氮化镓器件单片集成，也即在传统的氮化镓外延片上进行分压器的单片集成，使得该器件能够实现对源极和漏极之间电压的准确检测。同时，由于分压器是单片集成于氮化镓器件中，故分压器中的多个电阻均为同质电阻，当面对温度变化时，分压器内的多块同质电阻之间的电阻比值不变，故分压器的分压系数不会受到温度变化的影响，进一步提高了对源极和漏极之间电压的准确检测，避免器件击穿损坏。进一步地，电阻是通过光刻的方式形成的，故电阻的尺寸精度极高。进一步地，通过单片集成分压器的方式，可以有效减少电阻与氮化镓器件之间的导线长度，减少寄生，降低延迟。再进一步地，通过单片集成分压器的方式，对比于现有直接加装外部电阻的方案，本方案的电阻体积极小，成本极低，能够在确保整个氮化镓器件体积变化极小的情况下，保证整个氮化镓器件体积维持原有较小体积，同时也避免了额外购买电阻元件，降低器件成本。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1是现有技术中氮化镓晶体管结构的结构示意图。
[0016]图2是现有技术中氮化镓晶体管外接分压器的结构示意图。
[0017]图3是本专利技术第一实施例提供的一种单片集成分压器的氮化镓器件的结构示意图。
[0018]图4是本专利技术第一实施例提供的一种单片集成分压器的氮化镓器件在分压器部分的截面示意图。
[0019]图5是本专利技术第一实施例提供的一种单片集成分压器的氮化镓器件在分压器部分的结构示意图。
[0020]图6是本专利技术第一实施例提供的一种单片集成分压器的氮化镓器件一种变形实施例的结构示意图。
[0021]图7是本专利技术第一实施例提供的一种单片集成分压器的氮化镓器件又一种变形实施例的结构示意图。
[0022]标号说明:
100、氮化镓晶体管；200、分压器；300、导电沟道；400、第一离子注入区；500、第二离子注入区。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]还应当理解，在此本专利技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本专利技术。如在本专利技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0025]还应当进一步理解，在本专利技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/ 或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0026]请参阅图3，本专利技术第一实施例公开了一种单片集成分压器的氮化镓器件，包括氮化镓晶体管100及分压器200，所述氮化镓晶体管100与所述分压器200单片集成，所述分压器200与所述氮化镓晶体管100的源极和漏极连接。
[0027]可以理解，所述氮化镓晶体管10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单片集成分压器的氮化镓器件，其特征在于:包括氮化镓晶体管及分压器，所述氮化镓晶体管与所述分压器单片集成；所述分压器与所述氮化镓晶体管的源极和漏极连接。2.根据权利要求1所述的一种单片集成分压器的氮化镓器件，其特征在于：所述分压器内形成有导电沟道。3.根据权利要求2所述的一种单片集成分压器的氮化镓器件，其特征在于：所述分压器包括叠层设置的p
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GaN层、AlGaN层及GaN层，所述导电沟道形成于所述p
‑
GaN层。4.根据权利要求3所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丹，
申请(专利权)人：晶通半导体深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：