具有两个高电子迁移率晶体管的堆叠的电子器件制造技术

本公开的各实施例总体上涉及具有两个高电子迁移率晶体管的堆叠的电子器件。本公开涉及电子器件，电子器件包括：从第一表面到第二表面堆叠的两个高电子迁移率晶体管的第一堆叠和第二堆叠，两个高电子迁移率晶体管被称为第一晶体管和第二晶体管，第一堆叠和第二堆叠各自包括从绝缘层插入在第一堆叠和第二堆叠之间的阻挡层和沟道层，第一晶体管和第二晶体管分别包括第一电极集和第二电极集，第一电极集和第二电极集各自被提供有被布置为使得第一晶体管和第二晶体管形成桥的半臂的源极电极、漏极电极和栅极电极。漏极电极和栅极电极。漏极电极和栅极电极。

【技术实现步骤摘要】
具有两个高电子迁移率晶体管的堆叠的电子器件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年5月5日提交的题为“ELECTRONIC DEVICE PROVIDED WITH A STACK OF TWO HIGH ELECTRON MOBILITY TRANSISTORS ARRANGED IN A BRIDGE HALF
‑
ARM”的法国专利申请号FR2104752的优先权，该专利申请在法律允许的最大范围内通过引用并入本文


[0003]本公开涉及电子领域，并且更具体地涉及电力电子领域。更具体地，本公开涉及被提供有两个高电子迁移率晶体管的电子器件。
[0004]根据本公开的器件在一些实现方式中被布置为允许更好地集成两个高电子迁移率晶体管。
[0005]本公开中提供的布置在该方面能够获得使能形成桥的半臂的紧凑器件。

技术介绍

[0006]高电子迁移率晶体管(“HEMT”)现在广泛应用于超频领域和用于电力电子转换器的开关领域。
[0007]在该方面，HEMT晶体管通常由III
‑
V族半导体材料层，更具体地III
‑
N族半导体材料层制成。

技术实现思路

[0008]本公开的目的通过电子器件来实现，电子器件包括：从第一表面到第二表面堆叠的两个高电子迁移率晶体管的第一堆叠和第二堆叠，两个高电子迁移率晶体管被称为第一晶体管和第二晶体管，第一堆叠和第二堆叠各自包括从绝缘层插入在第一堆叠和第二堆叠之间的阻挡层和沟道层，第一晶体管和第二晶体管分别包括第一电极集和第二电极集，第一电极集和第二电极集各自被提供有被布置为使得第一晶体管和第二晶体管形成桥的半臂的源极电极、漏极电极和栅极电极。
[0009]根据一个实现方式，第一晶体管的被称为第一源极电极的源极电极，和第二晶体管的被称为第二漏极电极的漏极电极被彼此连接。
[0010]根据一个实现方式，第一源极电极和第二漏极电极形成单个电极，单个电极被称为中间电极并且从第一堆叠延伸到第二堆叠。
[0011]根据一个实现方式，中间电极以它的被称为中间端的一端与第一表面和第二表面中的一个或另一个表面齐平而出现。
[0012]根据一个实现方式，中间焊盘被布置在第一表面或第二表面中的一个表面上并且通过其中间端与中间电极成直线，在一些实现方式中，中间焊盘包括掺杂的半导体材料。
[0013]根据一个实现方式，第一晶体管的漏极电极，被称为第一漏极电极，在绝缘体层中延伸并一直延伸到所述第一堆叠的沟道层中，并且第二晶体管的源极电极，被称为第二源
极电极，在绝缘层中延伸并且一直延伸到所述第二堆叠的沟道层中。
[0014]根据一个实现方式，所述电子器件包括漏极焊盘和源极焊盘，漏极焊盘和源极焊盘被分别布置在第一表面和第二表面上并且与第一漏极电极和第二源极电极分别接触，漏极焊盘和源极焊盘在一些实现方式中包括掺杂的半导体材料。
[0015]根据一个实现方式，第一晶体管和第二晶体管中的一个和另一个晶体管的沟道层均能够形成二维电子气形式的导电层。
[0016]根据一个实现方式，所述第一晶体管和所述第二晶体管中的一个和另一个晶体管的栅极电极，分别被称为第一栅极电极和第二栅极电极，被配置为向所述第一晶体管和所述第二晶体管分别独立地施加从导电与非导电状态中的一个状态切换到这两个状态中的另一个状态。
[0017]根据一个实现方式，所述器件还包括在第一表面和第二表面上分别布置的第一栅极焊盘和第二栅极焊盘，第一栅极焊盘被配置为与第一栅极电极电接触，并且第二栅极焊盘被配置为在包括掺杂的半导体材料的一些实现方式中，电接触第二栅极电极、第一栅极焊盘和第二栅极焊盘。
[0018]根据一个实现方式，绝缘层包括介电材料，在一些实现方式中是二氧化硅或氮化硅。
[0019]根据一个实现方式，第一堆叠和第二堆叠本质上相同。
[0020]根据一个实现方式，第一晶体管和第二晶体管具有相同的阈值电压。
[0021]根据一个实现方式，两个沟道层包括GaN并且阻挡层包括AlGaN三元合金。
附图说明
[0022]本公开的其他特征和优点将从以下结合附图的详细描述中显而易见，其中：
[0023]图1是HEMT晶体管的简化图，HEMT晶体管沿垂直于正面的截面示出；
[0024]图2是半臂桥组件的功能表示，暗示了两个晶体管的实现方式；
[0025]图3是根据本公开的沿贯穿所述器件的有源面积的截面的电子器件的简化表示；
[0026]图4是图示了能够将图3的电子器件的第一栅极电极和第二栅极电极电连接的第一栅极焊盘和第二栅极焊盘的偏移定位的示意图；
[0027]图5是图示了根据从所述器件的第一表面的视图，能够将图3的电子器件的第一栅极电极电连接的第一栅极焊盘的偏移定位的示意图；
[0028]图6是转换电路的主要部分的简化表示，其包括根据本公开的电子器件；
[0029]图7是实现根据本公开的两个电子器件的控制电路的简化表示；
[0030]图8示出了根据本公开的方法。
具体实施方式
[0031]图1示出了HEMT晶体管10。该HEMT晶体管10被提供有堆叠13，堆叠13从正面11到背面12包括绝缘体层14、阻挡层15和能够形成二维电子气层形式的导电层16a的沟道层16。在一些实现方式中，导电层16a从界面15a在沟道层16中延伸，界面15a形成在阻挡层15与所述沟道层16之间。
[0032]被选择用于形成阻挡层15和/或沟道层16的III
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V半导体材料可以包括氮化镓
(GaN)、氮化铝(AlN)、AlxGa1
‑
xNx三元合金、砷化镓(GaAs)、AlGaAs或InGaAs三元合金。例如，阻挡层15和沟道层16可以分别包括AlGaN化合物和GaN。绝缘体层14可以包括介电材料，并且在一些实现方式中是二氧化硅(SiO2)或氮化硅(Si3N4)。
[0033]HEMT晶体管10还包括与导电层16a电接触的源极电极17和漏极电极18。在一些实现方式中，源极电极17和漏极电极18通过前表面11出现，并且穿过绝缘层14和阻挡层15到达界面15a并电接触导电层16a。源极电极17和漏极电极18可以部分地或整体地与导电层16a交叉。源极电极17和漏极电极18可以包括金属物质，例如铝，填充在堆叠13中形成的沟槽。
[0034]HEMT晶体管10还包括栅极电极19，栅极电极19旨在施加能够控制导电层16a的状态的电压Vg。在一些实现方式中，当栅极电极19与源极电极17之间的电势差(被标记为Vg
‑
Vs)大于HEMT晶体管10的阈值电压Vth特性时，所述晶体管处于导电状态。相反，当Vg
‑
Vs小于Vth时，HEMT晶体管10处于非导电状态并且因此表现为断开的开关。
[0035]因此，根据阈值电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子器件，包括第一高电子迁移率HEMT晶体管和第二HEMT晶体管，其中所述第一HEMT晶体管包括：绝缘层的第一表面上的第一层堆叠，所述第一层堆叠包括第一沟道层和在所述第一沟道层与所述绝缘层的所述第一表面之间的第一阻挡层；以及第一源极电极、第一漏极电极和第一栅极电极；以及其中所述第二HEMT晶体管包括：在所述绝缘层的与所述第一表面相对的第二表面上的第二层堆叠，所述第二层堆叠包括第二沟道层和在所述第二沟道层与所述绝缘层的所述第二表面之间的第二阻挡层；以及第二源极电极、第二漏极电极和第二栅极电极，所述第二源极电极被耦合到所述第一漏极电极。2.根据权利要求1所述的电子器件，其中所述第一HEMT晶体管的所述第一源极电极和所述第二晶体管的所述第二漏极电极彼此连接。3.根据权利要求2所述的电子器件，其中所述第一源极电极和所述第二漏极电极是从所述第一层堆叠延伸到所述第二层堆叠的单个电极的部分。4.根据权利要求3所述的电子器件，其中所述单个电极在所述电子器件的侧面上出现。5.根据权利要求4所述的电子器件，还包括在所述电子器件的所述侧面上并与所述单个电极接触的第一焊盘，所述第一焊盘包括掺杂的半导体材料。6.根据权利要求1所述的电子器件，其中所述第一HEMT晶体管的所述第一漏极电极在所述绝缘层中延伸并延伸到所述第一层堆叠的所述第一沟道层中，并且其中所述第二HEMT晶体管的所述第二源极电极在所述绝缘层中延伸并且延伸到所述第二层堆叠的所述第二沟道层中。7.根据权利要求6所述的电子器件，还包括漏极焊盘和源极焊盘，所述漏极焊盘和所述源极焊盘分别位于所述电子器件的第一侧和第二侧上，并且与所述第一漏极电极和所述第二源极电极分别接触，所述漏极焊盘和所述源极焊盘各自包括掺杂的半导体材料。8.根据权利要求1所述的电子器件，其中所述第一沟道层和所述第二沟道层均被配置为形成二维电子气区域。9.根据权利要求1所述的电子器件，其中所述第一栅极电极和所述第二栅极电极被配置为分别控制所述第一HEMT晶体管和所述第二HEMT晶体管在导电状态与非导电状态之间彼此独立地切换。10.根据权利要求9所述的电子器件，还包括分别位于所述电子器件的第一侧和第二侧上的第一栅极焊盘和第二栅极焊盘，所述第一栅极焊盘与所述第一栅极电极接触并且所述第二栅极焊盘与所述第二栅极电极接触，所述第一栅极焊盘和所述第二栅极焊盘各自包括掺杂的半导体材料。11.根据权利要求1所述的电子器件，其中所述绝缘层包括二氧化硅或氮化硅中的一个或多个。12.根据权利要求1所述的电子器件，其中所述第一层堆叠和所述第二层堆叠彼此镜像。13.根据权利要求1所述的电子器件，其中所述第一HEMT晶体管和所述第二HEMT晶体管具有相同的阈值电压。
14.根据权利要求1所述的电子器件，其中所述第一沟道层和所述第二沟道层各自包括GaN，并且所述第一阻挡层和所述第二阻挡层各自包括AlGaN三元合金。15.一种结构，包括：绝缘层；所述绝缘层的第一表面上的第一层堆叠，所述第一层堆叠包括第一III
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V族半导体层和第二III
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V族半导体层，所述第二III
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V族半导体层具有与所述第一III
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V族半导体层不同的半导体材料，所述第二III
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V族半导体层在所述第一III
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V族半导体层与所述绝缘层的所述第一表面之间；所述绝缘层的与所述第一表面相对的第二表面上的第二层堆叠，所述第二层堆叠包括第三III
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V族半导体层和第四III<...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：埃克斯甘公司，
类型：发明
国别省市：