【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微电子与固体电子学，特别涉及一种基于硅基gan功率管的单片集成半桥电路及其制备方法。
技术介绍
1、随着开关电源频率的不断升高，gan hemt器件因临界击穿场强大、电子迁移率高、高温下工作稳定等优势，在高频高压功率电子领域具有巨大应用潜力。半桥电路是功率转换器常用基础结构，传统基于硅功率器件的半桥电路采用分立器件板级连接的方式，但gan功率器件开关速度是同规格硅功率器件的数十倍，对电路寄生电感更敏感，由板级寄生电感引起的电压振荡将导致器件损坏，因此，开发单片集成半桥电路，减小电路寄生电感，是发挥gan功率器件快速开关优势的必要选择。基于硅基gan功率器件单片半桥电路，由于高低边管共用硅衬底，存在衬底串扰问题，导致半桥电路导通损耗增大，因此全隔离单片集成硅基gan功率技术是关键。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于硅基gan功率管的单片集成半桥电路及其制备方法，该半桥电路实现高低边硅基gan功率器件的全介质隔离，彻底解决硅基gan功率器件半桥电路单片集成面临的衬底串扰问题，同时实现单片集成低寄生电感和快速开关优势，为gan功率器件的高频电力电子应用奠定基础。
2、本专利技术提供了一种基于硅基gan功率管的单片集成半桥电路，在硅基gan功率器件制备完成后通过晶圆减薄、键合、凹槽刻蚀、介质隔离而得。
3、进一步的，所述硅基gan功率器件由下往上依次包括：低阻硅衬底、aln成核层、缓冲层、gan沟道层、algan势垒层、p-
4、进一步的，所述algan势垒层上表面设置有源极和漏极，其中所述源极通过深通孔技术与低阻硅衬底连接。
5、进一步的，所述p-gan层上表面设置有栅极。
6、本专利技术还提供了一种基于硅基gan功率管的单片集成半桥电路的制备方法，包括如下步骤：
7、(1)利用硅基gan hemt工艺，在同一低阻硅衬底上制备半桥电路高低边功率管；
8、(2)将上述半桥电路高低边功率管临时键合到载片上，对低阻硅衬底进行减薄，直至衬底材料厚度为2～5um；
9、(3)将减薄后的半桥电路高低边功率管通过介质层-晶圆键合技术，键合到另一硅片上，然后将载片去除；
10、(4)通过凹槽刻蚀技术将高低边功率管之间的gan缓冲层和低阻硅衬底全部刻蚀掉，仅保留底部的硅片；
11、(5)对刻蚀凹槽进行介质填充；
12、(6)经顶部通孔及互连工艺，将低边功率管的漏极与高边功率管的源极相连，形成单芯片半桥电路，即得基于硅基gan功率管的单片集成半桥电路。
13、进一步的，所述步骤(2)中的载片为硅片或者玻璃片。
14、进一步的，所述步骤(3)中的介质层为氧化硅、氮化硅、氮化铝、氧化铝中的一种或几种，厚度100nm～1um。
15、有益效果
16、本专利技术实现高低边硅基gan功率器件的全介质隔离，彻底解决硅基gan功率器件半桥电路单片集成面临的衬底串扰问题，同时实现单片集成低寄生电感和快速开关优势，为gan功率器件的高频电力电子应用奠定基础。
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1.一种基于硅基GaN功率管的单片集成半桥电路，其特征在于：在硅基GaN功率器件制备完成后通过晶圆减薄、键合、凹槽刻蚀、介质隔离而得。
2.根据权利要求1所述的基于硅基GaN功率管的单片集成半桥电路，其特征在于：所述硅基GaN功率器件由下往上依次包括：低阻硅衬底、AlN成核层、缓冲层、GaN沟道层、AlGaN势垒层、p-GaN层。
3.根据权利要求2所述的基于硅基GaN功率管的单片集成半桥电路，其特征在于：所述AlGaN势垒层上表面设置有源极和漏极，其中所述源极通过深通孔技术与低阻硅衬底连接。
4.根据权利要求2所述的基于硅基GaN功率管的单片集成半桥电路，其特征在于：所述p-GaN层上表面设置有栅极。
5.一种基于硅基GaN功率管的单片集成半桥电路的制备方法，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的载片为硅片或者玻璃片。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的介质层为氧化硅、氮化硅、氮化铝、氧化铝中的一种或几种，厚度100nm～1um。>...
【技术特征摘要】
1.一种基于硅基gan功率管的单片集成半桥电路，其特征在于：在硅基gan功率器件制备完成后通过晶圆减薄、键合、凹槽刻蚀、介质隔离而得。
2.根据权利要求1所述的基于硅基gan功率管的单片集成半桥电路，其特征在于：所述硅基gan功率器件由下往上依次包括：低阻硅衬底、aln成核层、缓冲层、gan沟道层、algan势垒层、p-gan层。
3.根据权利要求2所述的基于硅基gan功率管的单片集成半桥电路，其特征在于：所述algan势垒层上表面设置有源极和漏极，其中所述源极通过...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈玲燕，程新红，郑理，俞跃辉，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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