[發明專利]一種納秒級體負阻效應的微型半導體短路開關

在審

• 申請號: 202210660812.3
• 申請日: 2022-06-13
• 公開（公告）號: CN114914359A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 周浩楠;張良;李宋;張亞婷
• 申請（專利權）人: 北京智芯傳感科技有限公司
• 主分類號: H01L47/00
• 分類號: H01L47/00;H03K17/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種納秒級體負阻效應的微型半導體短路開關，其特征在于，包括：電場加載層、導通層、絕緣層、開關控制層、隔離層和襯底；所述導通層和所述電場加載層位于所述短路開關最頂層，起電氣連接作用；下一層為所述絕緣層，所述絕緣層作用為隔絕導通層與開關控制層的電氣連接，保證器件的絕緣電阻；所述開關控制層與所述電場加載層的連接，在一定電場加載條件下，通過體負阻效應實現所述短路開關納秒級由通到斷的轉變；所述隔離層介于開關控制層和基底之間，起電氣隔離作用，同時能抑制所述襯底的脈沖電流干擾；所述襯底為所述短路開關圖形化的支撐載體。

2.根據權利要求1所述的一種納秒級體負阻效應的微型半導體短路開關，其特征在于，所述導通層材料為鎢或鎢合金。

3.根據權利要求1所述的一種納秒級體負阻效應的微型半導體短路開關，其特征在于，所述導通層薄弱環節寬度特征尺寸小于所述開關控制層寬度。

4.根據權利要求1所述的一種納秒級體負阻效應的微型半導體短路開關，其特征在于，所述電場加載層材料為鋁或金，鍍膜厚度≤3μm。

5.根據權利要求1所述的一種納秒級體負阻效應的微型半導體短路開關，其特征在于，所述開關控制層材料為硅或砷化鎵，在一定電場加載條件下，利用半導體材料的體負阻效應，實現快速雪崩擊穿，進而截斷導通層薄弱環節，實現所述短路開關由通到斷的轉變。

6.根據權利要求1所述的一種納秒級體負阻效應的微型半導體短路開關，其特征在于，所述絕緣層材料為氧化硅或氮化硅，厚度≥200nm，在500V±50V電壓下測試器件絕緣電阻不低于20MΩ。

7.根據權利要求1所述的一種納秒級體負阻效應的微型半導體短路開關，其特征在于，所述開關控制層、隔離層和襯底部分采用SOI（Silicon On Insulator）技術，可防止電子流失，增強開關控制層的體負阻效應，縮短開關作用時間。

8.根據權利要求1所述的一種納秒級體負阻效應的微型半導體短路開關，其特征在于，所述短路開關整體特征尺寸小于2.5mm，整體重量不超過200mg。