[发明专利]Ⅲ族氮化物HEMT模块及其制法

权利要求书

1.一种Ⅲ族氮化物HEMT模块，其特征在于包括驱动模块、Ⅲ族氮化物HEMT器件以及过温保护模块和/或过流保护模块，所述HEMT器件包括源极、漏极、栅极以及异质结构，所述异质结构包括第一半导体和第二半导体，所述第二半导体形成于第一半导体表面，并具有宽于第一半导体的带隙，所述源极与漏极通过形成于所述异质结构中的二维电子气电连接，所述第一半导体设置于源极和漏极之间，所述栅极包括保护型栅极和耗尽型栅极，所述保护型栅极设于第二半导体上，并位于源、漏极之间靠近源极一侧，且对应于所述保护型栅极的栅下沟道为增强型模式，所述耗尽型栅极设置于保护型栅极与漏极之间靠近保护型栅极一侧，且对应于所述耗尽型栅极的栅下沟道为耗尽型模式，所述耗尽型栅极与第二半导体之间分布有绝缘介质层，在所述HEMT器件工作时，所述保护型栅极、耗尽型栅极分别由所述驱动模块提供的第一控制信号、第二控制信号控制，所述第一控制信号包括用以控制所述保护型栅极的开关信号，所述第二控制信号包括用以控制所述耗尽型栅极的输入信号；所述过温保护模块与所述驱动模块及所述保护型栅极连接，所述过流保护模块与所述驱动模块及所述源极连接；所述过温保护模块包括热敏电阻和/或肖特基二极管，所述热敏电阻和/或肖特基二极管与所述HEMT器件单片集成，并且所述热敏电阻和/或肖特基二极管与所述HEMT器件之间彼此电学隔离；

进一步的，所述热敏电阻或肖特基二极管包含正极、负极、绝缘介质层以及异质结构，所述异质结构包括所述的第一半导体和第二半导体，所述正极与负极通过所述异质结构中的二维电子气相连接，所述第一半导体设置于所述正极与负极之间，所述绝缘介质层形成于所述第二半导体表面，并设置在所述正极和负极之间，所述热敏电阻或肖特基二极管的正极与所述保护型栅极连接，负极与电流监测装置连接。

2.根据权利要求1所述的Ⅲ族氮化物HEMT模块，其特征在于：所述保护型栅极的栅下沟道的增强型模式是通过薄势垒层技术、凹栅技术、P型盖帽层技术、氟的等离子处理技术以及氟离子注入技术中的至少一者实现的。

3.根据权利要求1所述的Ⅲ族氮化物HEMT模块，其特征在于：在所述HEMT器件处于正常工作状态时，所述保护型栅极保持高电位，而由所述耗尽型栅极控制所述HEMT的导通与关断。

4.根据权利要求1所述的Ⅲ族氮化物HEMT模块，其特征在于：所述源极、漏极分别与电源的低电位、高电位连接；和/或，所述源极、漏极与第二半导体均形成欧姆接触；和/或，所述第一半导体、第二半导体均采用Ⅲ族氮化物。

5.根据权利要求1所述的Ⅲ族氮化物HEMT模块，其特征在于：所述热敏电阻的正极、负极均与所述第二半导体形成欧姆接触；所述肖特基二极管的正极与所述第二半导体形成肖特基接触，负极与所述第二半导体形成欧姆接触。

6.根据权利要求1所述的Ⅲ族氮化物HEMT模块，其特征在于：所述电流监测装置包括电流表。

7.根据权利要求1所述的Ⅲ族氮化物HEMT模块，其特征在于：在所述热敏电阻中，所述异质结构内的二维电子气被部分耗尽，使得所述热敏电阻在常温下的电阻值大于或等于1kΩ。

8.根据权利要求7所述的Ⅲ族氮化物HEMT模块，其特征在于：在所述热敏电阻中，是通过薄势垒层技术、凹栅技术、P型盖帽层技术、氟的等离子处理技术以及F离子注入技术中的至少一者处理所述异质结构内的沟道，从而使所述异质结构内的二维电子气被部分耗尽。

9.根据权利要求1所述的Ⅲ族氮化物HEMT模块，其特征在于：所述过流保护模块包括采样电阻，所述过流保护模块与所述驱动模块、所述源极及电压监测装置连接。

10.根据权利要求9所述的Ⅲ族氮化物HEMT模块，其特征在于：所述电压监测装置包括电压表。