一种带雪崩击穿特性的AlGaN/GaN HEMTs器件的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明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AIGaN/GaN HEMTs器件。
[0002]研宄背景
[0003]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。
[0004]AIGaN/GaN HEMTs (High electron mobility transisitors)器件是众多 GaN 基器件的研宄热点。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(AIGaN/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，AIGaN/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，AIGaN/GaN HEMTs器件得到了广泛的研宄和发展。
[0005]但是研宄证明AIGaN/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AIGaN/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，不仅提高了系统的功耗，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。
[0006]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。
[0007]因此，AIGaN/GaN HEMTs器件阻断状态下的特性需要改进。
【发明内容】
[0008]本发明旨在解决常规AIGaN/GaN HEMTs器件在实际应用中，器件在阻断状态下，不能形成雪崩击穿，固定漏端电压，形成漏电流反馈的问题。一种带雪崩击穿特性的AlGaN/GaN HEMTs器件，包括:阻断耐压大于或者等于设计要求额定阻断电压的AIGaN/GaN HEMTs器件，反向额定耐压等于设计要求额定阻断电压Si基二极管，所述AIGaN/GaN HEMTs器件源极与所述的Si基二极管阳极相连，所述的AIGaN/GaN HEMTs器件的漏极与所述的Si基二极管阴极相连。
[0009]为了实现上述目的，本发明通过将额定反向电压与AIGaN/GaN HEMTs器件额定阻断电压相的Si基二极管器件并联到AIGaN/GaN HEMTs器件中，使得AIGaN/GaN HEMTs器件工作在阻断状态时，通过Si基二极管器件的雪崩击穿效应，固定漏端电压，形成漏电流反馈，从而保护AIGaN/GaN HEMTs器件本身以及整个电路系统，增强器件与电路的安全性与稳定性。【具体实施方式】如下:
[0010]步骤一:选择阻断耐压大于或者等于设计要求额定阻断电压的AIGaN/GaN HEMTs器件。
[0011]步骤二:选择反向额定耐压等于设计要求额定阻断电压Si基二极管。
[0012]步骤三:将步骤一中所述AIGaN/GaN HEMTs器件的源极(Source)与步骤二中所述的Si基二极管的阳极相连，将步骤一中所述的AIGaN/GaN HEMTs器件的漏极(Drain)与将步骤一中所述的Si基二极管阴极相连。
[0013]其中步骤一中所述的AIGaN/GaN HEMTs器件可以是肖特基栅、金属绝缘体栅以及PN结栅AIGaN/GaN HEMTs器件，也可以是其他各种AIGaN/GaN HEMTs三端器件。
[0014]其中步骤一中所述的AIGaN/GaN HEMTs器件也可以是两个或者两个以上的AIGaN/GaN HEMTs器件相互串联或者并联形成模块，以达到器件设计中所需的额定阻断电压或者额定正向电流的要求，其额定阻断耐压为整个模块的反向额定电压。
[0015]其中步骤二中所述的Si基二极管也可以是两个或者两个以上Si基二极管相互串联的模块成模块，以使其反向额定电压与AIGaN/GaN HEMTs器件的额定阻断电压相匹配，其反向额定电压为整个模块的反向额定电压。
[0016]其中步骤三中所述的Si基二极管的结构可以是各种结构，如:肖特基结构、PiN结构等等。
[0017]其中步骤三种所述的AIGaN/GaN HEMTs器件与Si基二极管的连接方法，可以是各种方法，如:封装为DBC模块、电路板焊接或者其他封装形式。
[0018]本发明中应用Si基二极管与AIGaN/GaN HEMTs器件并联，利用了 Si基二极管反向电压超过额定电压的雪崩击穿效应，固定漏端压降，形成雪崩电流反馈，从而保护了器件与电路系统。改进了 AIGaN/GaN HEMTs器件的阻断特性。增强了 AIGaN/GaN HEMTs器件应用中的安全性与稳定性。
【附图说明】
[0019]附图1是本发明实施实例中，将一个AIGaN/GaN HEMTs器件与一个Si基二极管并联的不意图
[0020]附图2是本发明实施实例中，将一个AIGaN/GaN HEMTs器件与二个或两个以上串联的Si基二极管模块并联的示意图
[0021]附图3是本发明实施实例中，将两个或者两个以上并联的AIGaN/GaN HEMTs器件模块与一个Si基二极管并联的示意图
[0022]附图4是本发明实施实例中，将两个或者两个以上并联的AIGaN/GaN HEMTs器件模块与两个或者两个以上串联的Si基二极管模块并联的示意图
【具体实施方式】
[0023]本发明中应用Si基二极管与AIGaN/GaN HEMTs器件并联，利用了 Si基二极管雪崩击穿效应，固定AIGaN/GaN HEMTs器件漏端压降，形成雪崩电流反馈，从而保护了器件与电路系统。改进了 AIGaN/GaN HEMTs器件的阻断特性。增强了 AIGaN/GaN HEMTs器件应用中的安全性与稳定性。
[0024]为进一步说明本发明的特征和技术方案，以下结合附图通过具体实施例的描述，进一步详细说明本发明的结构、优点和性能。
[0025]实施实例一:选取一个达到设计所需额定阻断电压AIGaN/GaN HEMTs器件，选取一个反向额定电压等于设计所需额定阻断电压的Si基二极管，将AIGaN/GaN HEMTs器件的源极(Source)与Si基二极管的阳极相连，将AIGaN/GaN HEMTs器件的漏极(Drain)与Si基二极管的阴极相连如附图1所示。
[0026]实施实例二:选取一个达到设计所需额定阻断电压AIGaN/GaN HEMTs器件，串联两个或者两个以上Si基二极管使其反向额定电压与AIGaN/GaN HEMTs器件的额定阻断电压相同，将AIGaN/GaN HEMTs器件的源极(Source)与Si基二极管模块的阳极相连，将AIGaN/GaN HEMTs器件的漏极(Drain)与Si基二极管模块的阴极相连，如附图2所示。
[0027]实施实例三:选取达到设计所需额定阻断电压AIGaN/GaN HEMTs器件，并联两个或者两个以上AIGaN/GaN HEMTs器件使其正向工作时的额定电流达到设计要求，将这些AIGaN/GaN HEMTs器件的栅极(Gate)、漏极(Drain)以及源极(Source)分别连接在一起，形成模块。将AIGaN/GaN HEMTs器件模块的源极(Source)与Si基二极管的阳极相连，将AIGaN/GaN HEMTs器件模块的漏极(Drain)与Si基二极管的阴极相连，如附图3所示
[0028]实施实例四:选取达到设计所需额定阻断电压AIGaN/GaN HEMTs器件，并联两个或者两个以上AIGaN/GaN HEMTs器件使其正向工作时的额定电流达到设计要求，将这些AIGaN/GaN HEMTs器件的栅极(Gate)、漏极(Drain)以及源极(Source)分别连接在一起，形成模块。串联两个或者两个以上Si基二极管形成模块使其反向额定电压与AIGaN/GaNHEMTs器件的额定阻断电压相同。将AIGaN/GaN HEMTs器件模块的源极(Source)与Si基二极管模块的阳极相连，将AIGaN/GaN HEMTs器件模块的漏极(Drain)与Si基二极管模块的阴极相连，如附图4所示。
[0029]上面结合附图对本发明的实施实例做了详细说明，但是本发明不限于上述实施实例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
【主权项】
1.一种带雪崩击穿特性的AlGaN/GaN HEMTs器件，包括: 阻断耐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Si基二极管， 所述AlGaN/GaN HEMTs器件源极与所述的Si基二极管阳极相连，所述的AlGaN/GaNHEMTs器件的漏极与所述的Si基二极管阴极相连。
2.如权利要求1所述一种带雪崩击穿特性的AlGaN/GaNHEMTs器件，其特征在于，所述的AlGaN/GaN HEMTs器件包括:肖特基栅、金属绝缘体栅以及PN结栅AlGaN/GaN HEMTs器件。
3.如权利要求1所述一种带雪崩击穿特性的AlGaN/GaNHEMTs器件，其特征在于，所述的AlGaN/GaN HEMTs器件是两个或者两个以上的AlGaN/GaN HEMTs器件相互串联或者并联成模块，以达到器件设计中所需的额定阻断电压或者额定正向电流的要求，其额定阻断耐压为整个模块的反向额定电压。
4.如权利要求1所述一种带雪崩击穿特性的AlGaN/GaNHEMTs器件，其特征在于，所述的Si基二极管是两个或者两个以上Si基二极管相互串联成模块，以使其反向额定电压与AlGaN/GaN HEMTs器件的额定阻断电压相匹配，其反向额定电压为整个串联模块的反向额定电压。
5.如权利要求1所述一种带雪崩击穿特性的AlGaN/GaNHEMTs器件，其特征在于，所述的Si基二极管的结构包括:肖特基结构、PiN结构。
【专利摘要】本实用新型公开了一种带雪崩击穿特性的AlGaN/GaN HEMTs器件。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。从而保护整个电路系统，增强器件和系统的安全性与稳定性。
【IPC分类】H01L29-778, H01L25-18
【公开号】CN204407331
【申请号】CN201420695803
【发明人】何志, 谢刚
【申请人】佛山芯光半导体有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2014年11月19日