新型双栅三端Ⅲ族氮化物增强型HEMT器件.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102856371A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102856371A(43)申请公布日2013.01.02(21)申请号201210367273.0(22)申请日2012.09.28(71)申请人中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所地址215125江苏省苏州市工业园区独墅湖高校区若水路398号(72)发明人于国浩蔡勇张宝顺(74)专利代理机构北京华夏博通专利事务所(普通合伙)11264代理人孙东风王锋(51)Int.Cl.H01L29/778(2006.01)H01L29/423(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图33页(54)发明名称新型双栅三端Ⅲ族氮化物增强型HEMT器件(57)摘要一种新型双栅三端Ⅲ族氮化物增强型HEMT器件，包括源、漏极以及异质结构，源、漏极通过异质结构中的二维电子气形成电连接，其中异质结构包括：设置于源、漏极之间的第一半导体；形成于第一半导体表面的第二半导体，其第二半导体表面设有主栅，主栅位于源、漏极之间靠近源极一侧，并与第二半导体形成金属-半导体接触；介质层，其形成于第二半导体和主栅表面，并设置在源、漏极之间，且介质层表面设有顶栅，顶栅对主栅形成全覆盖，且至少顶栅的一侧边缘部向漏或源极有一定延伸；以及，用于使主、顶栅实现同步信号控制的分压补偿电路。本发明可以对增强型HEMT器件中的“电流崩塌效应”进行有效控制，还可将双栅电极四端器件等同于三端器件应用于电路中。CN10285637ACN102856371A权利要求书1/1页1.一种新型双栅三端Ⅲ族氮化物增强型HEMT器件，包括源极（12）、漏极（11）以及异质结构，所述源极（12）与漏极（11）通过异质结构中的二维电子气（2DEG）形成电连接，其中，所述异质结构包括：第一半导体（13），其设置于源极（12）和漏极（11）之间，第二半导体（14），其形成于第一半导体（13）表面，并具有宽于第一半导体（13）的带隙，且第二半导体（14）表面设有主栅（16），所述主栅（16）位于源极（12）与漏极（11）之间靠近源极（12）一侧，并与第二半导体（14）形成金属-半导体接触，介质层（17），其形成于第二半导体（14）和主栅（16）表面，并设置在源极（12）与漏极（11）之间，且介质层（17）表面设有顶栅（18），所述顶栅（18）对主栅（16）形成全覆盖，且至少所述顶栅（18）的一侧边缘部向漏极（11）或源极（12）方向延伸设定长度距离，其特征在于，所述HEMT器件还包括：用于使所述主栅（16）和顶栅（18）实现同步信号控制的分压补偿电路。2.根据权利要求1所述的新型双栅三端Ⅲ族氮化物增强型HEMT器件，其特征在于，所述分压补偿电路包括：并联设置于源极（12）与主栅（16）之间的至少一第一电容（28）及至少一第一电阻（26），并联设置于主栅（16）与顶栅（18）之间的至少一第二电容（29）及至少一第二电阻（27）。3.根据权利要求2所述的新型双栅三端Ⅲ族氮化物增强型HEMT器件，其特征在于，所述第一电阻（26）和/或第二电阻（27）至少选自沟道电阻和薄膜电阻中的任意一种。4.根据权利要求2所述的新型双栅三端Ⅲ族氮化物增强型HEMT器件，其特征在于，所述第一电容（28）和/或第二电容（29）至少选自肖特基电容、金属-绝缘体-半导体电容和金属-绝缘体-金属电容中的至少一种。5.根据权利要求2所述的新型双栅三端Ⅲ族氮化物增强型HEMT器件，其特征在于，所述顶栅（18）还与分布于介质层上的一引线电极（25）电连接，所述引线电极（25）与第二电容（29）和/或第二电阻（27）电连接。6.根据权利要求1所述的新型双栅三端Ⅲ族氮化物增强型HEMT器件，其特征在于，所述源极（12）与漏极（11）分别与电源的低电位和高电位连接。7.根据权利要求1所述的新型双栅三端Ⅲ族氮化物增强型HEMT器件，其特征在于，所述主栅（16）设于第二半导体（14）的F离子区（19）表面，所述F离子区（19）是第二半导体（14）内的局部区域经F离子注入处理后所形成的具有设定厚度的负电荷区。8.根据权利要求1所述的新型双栅三端Ⅲ族氮化物增强型HEMT器件，其特征在于，所述第一半导体和第二半导体均采用Ⅲ族氮化物半导体。9.根据权利要求1所述的新型双栅三端Ⅲ族氮化物增强型HEMT器件，其特征在于，所述顶栅（18）的两侧边缘分别向源极（12）和漏极（11）方向延伸设定长度距离，或者，所述顶栅（18）仅以其一侧边缘部向源极（12）或漏极（11）方向延伸设定长度距离。10.根据权利要求1所述的新型双栅三端Ⅲ族氮化物增强型HEMT器件，其特征在于，在所述HEMT器件处于导通状态时，所述顶栅（18）控制信号的电位高于主栅