[發明專利]晶體管之間的氮化物基半導體層共享

在審

• 申請號: 202111474773.X
• 申請日: 2021-12-03
• 公開（公告）號: CN114628508A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 李東習
• 申請（專利權）人: 德州儀器公司
• 主分類號: H01L29/47
• 分類號: H01L29/47;H01L29/20;H01L29/778;H01L27/085
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 林斯凱

本申請案的實施例涉及晶體管之間的氮化物基半導體層共享。一種半導體結構包含第一晶體管(QA)，其包含柵極結構、漏極(425)及源極(405)。所述第一晶體管的所述柵極結構包含氮化物基半導體層(220)。所述半導體結構進一步包含第二晶體管，其包含柵極結構、漏極(435)及源極(405)。所述第二晶體管的所述柵極結構還包含氮化物基半導體層(220)。所述第一晶體管的柵極結構的所述氮化物基半導體層(220)與所述第二晶體管的柵極結構的所述氮化物基半導體層連續。

技術領域

本申請案的實施例涉及晶體管之間的氮化物基半導體層共享。

背景技術

雖然硅基晶體管在例如低壓開關的眾多應用中無處不在，但氮化鎵基晶體管也可用于各種應用。歸因于氮化鎵的相對較高的載流子遷移率及較高的擊穿電壓，氮化鎵晶體管非常適合于例如功率放大器及高壓開關的高功率應用。

發明內容

在至少一個實例中，一種半導體結構包含第一晶體管，其包含柵極結構、漏極及源極。所述第一晶體管的所述柵極結構包含氮化物基半導體層。所述半導體結構進一步包含第二晶體管，其包含柵極結構、漏極及源極。所述第二晶體管的所述柵極結構還包含氮化物基半導體層。所述第一晶體管的柵極結構的所述氮化物基半導體層與所述第二晶體管的柵極結構的所述氮化物基半導體層連續。

附圖說明

針對各種實例的詳細描述，現將參考附圖，其中：

圖1展示包含兩個晶體管的電流鏡電路的實例；

圖2展示氮化物基晶體管的柵極結構的實例；

圖3展示圖2的氮化物基晶體管的柵極結構的電模型。

圖4展示包括在相應晶體管的柵極之間共享氮化物基半導體層的第一及第二氮化鎵晶體管的半導體結構。

圖5展示圖4的半導體結構的俯視圖。

圖6展示圖4的半導體結構的橫截面圖。

圖7展示圖4的半導體結構的另一橫截面圖。

圖8到13說明用以形成圖4的半導體結構的各種工藝步驟。

具體實施方式

為支持功率放大器或高壓開關晶體管的使用，柵極驅動電路用于控制晶體管的導通及關斷狀態。當例如氮化鎵晶體管的晶體管用于放大器或高壓開關時，如果柵極驅動器及相關模擬電路也基于氮化鎵晶體管，那么集成效率及性能增加。舉例來說，如果柵極驅動器是用硅基晶體管制造的，那么可在與氮化鎵功率/開關晶體管分離的裸片上提供此類晶體管，并且裸片之間的線結合互連件將不可避免地引入寄生電容，并對電路系統的開關速度產生不利影響。然而，通過將氮化鎵基柵極驅動器及其它模擬電路與氮化鎵功率/開關晶體管集成在單個裸片上，避免了上述線結合及其所得寄生電容及電感。

用于支持較高功率氮化鎵晶體管的導通/關斷狀態的低功率電路系統(例如，柵極驅動器)通常包含其中通過一個晶體管的電流應隨另一晶體管中的電流而變(例如，等于另一晶體管中的電流)的電路。電流鏡是此電路的實例。圖1展示包含耦合到晶體管QB的晶體管QA的電流鏡電路100的實例。晶體管QA及QB的柵極耦合在一起，并且其源極耦合到接地端子101。到電流鏡電路100的輸入(IN)99是晶體管QA的漏極，并且QA的漏極耦合到其柵極，如所展示。晶體管QB的漏極是電流鏡電路100的輸出(OUT)121。流動通過晶體管QA(即從晶體管QA的漏極到其源極)的輸入電流IIN通過晶體管QB鏡像，并標記為輸出電流IOUT。