CN106796930B - 具有分布式栅极的功率晶体管 - Google Patents

具有分布式栅极的功率晶体管 Download PDF

Info

Publication number
CN106796930B
CN106796930B CN201580053363.4A CN201580053363A CN106796930B CN 106796930 B CN106796930 B CN 106796930B CN 201580053363 A CN201580053363 A CN 201580053363A CN 106796930 B CN106796930 B CN 106796930B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sub
transistors
distributed
transistor
pull
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201580053363.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106796930A (zh
Inventor
D·M·金泽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Navitas Semiconductor Inc
Original Assignee
Navitas Semiconductor Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Navitas Semiconductor Inc filed Critical Navitas Semiconductor Inc
Publication of CN106796930A publication Critical patent/CN106796930A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106796930B publication Critical patent/CN106796930B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/482—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of lead-in layers inseparably applied to the semiconductor body
    • H01L23/4824—Pads with extended contours, e.g. grid structure, branch structure, finger structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/5226—Via connections in a multilevel interconnection structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/528—Geometry or layout of the interconnection structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/06—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
    • H01L27/0605—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits made of compound material, e.g. AIIIBV
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/06—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
    • H01L27/0611—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region
    • H01L27/0617—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region comprising components of the field-effect type
    • H01L27/0629—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region comprising components of the field-effect type in combination with diodes, or resistors, or capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/417—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/41725—Source or drain electrodes for field effect devices
    • H01L29/41758—Source or drain electrodes for field effect devices for lateral devices with structured layout for source or drain region, i.e. the source or drain region having cellular, interdigitated or ring structure or being curved or angular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/778—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface
    • H01L29/7786—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with direct single heterostructure, i.e. with wide bandgap layer formed on top of active layer, e.g. direct single heterostructure MIS-like HEMT
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/861—Diodes
    • H01L29/872—Schottky diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/088—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/088—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices
    • H02M1/096—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices the power supply of the control circuit being connected in parallel to the main switching element
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/6871—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/08—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
    • H01L27/085—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only
    • H01L27/088—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/20—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
    • H01L29/2003—Nitride compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/861—Diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

公开了一种电子电路。电子电路包括分布式功率开关。在一些实施例中，电子电路还包括分布式栅极驱动器、分布式栅极下拉装置、分布式二极管以及低电阻栅极和/或源极连接结构中的一个或多个。还公开了包括该电路的电子组件以及制造该电路的方法。

Description

具有分布式栅极的功率晶体管
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年8月20日提交的名称为“POWER TRANSISTOR WITHDISTRIBUTED SCHOTTKY DIODE AND LOW Rg”的美国临时专利申请序列No.62/039,742的权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明一般涉及晶体管，且具体来说涉及在基于GaN的技术中形成的功率晶体管。
背景技术
诸如计算机、服务器和电视等电子装置采用一个或多个电力转换电路以将一种形式的电能转换成另一种形式的电能。这种转换的效率对于避免能量浪费和减少废热生成是至关重要的。需要高频切换的电路拓扑的示例是半桥转换器。转换器电路需要具有更高速度和效率的新组件以满足新电子装置的需要。此外，需要能够非常快速地切换的功率晶体管，以使频率增加而不损失效率。高频切换将减小电力电子系统的尺寸和成本。然而，常规装置依赖于在芯片外部的驱动器，并且通常也依赖于容纳功率晶体管的封装。此外，芯片上互连的敷设是低效的，导致通常在1-10欧姆的范围内的栅极电阻，这限制了切换速度和效率。GaN技术使得功率晶体管被设计成比常规硅装置小得多，并且电容可以减少10-20倍。由此，GaN装置切换非常快，这可能难以用常规栅极驱动电路来控制。重要的是使驱动器和功率晶体管之间的阻抗减小到尽可能低，以使得能够良好控制切换操作。
发明内容
一个发明方面是一种电子电路。电子电路包括：包括GaN的衬底；以及形成在衬底上的分布式功率开关，其中分布式功率开关包括多个子晶体管，并且其中每个子晶体管包括栅极、源极和漏极。电子电路还包括形成在衬底上的分布式驱动电路，其中分布式驱动电路包括由多个子驱动器形成的分布式输出级，其中每个子驱动器包括输入和输出，并且其中每个子驱动器的输出连接到分布式功率开关的子晶体管的一个或多个对应的子晶体管的栅极。
另一个创造性方面是一种电子组件，其包括封装基座，以及固定到封装基座并包括电子电路的至少一个基于GaN的管芯。电子电路包括：包括GaN的衬底，以及形成在衬底上的分布式功率开关，其中分布式功率开关包括多个子晶体管，并且其中每个子晶体管包括栅极、源极和漏极。电子电路还包括形成在衬底上的分布式驱动电路，其中分布式驱动电路包括由多个子驱动器形成的分布式输出级，其中每个子驱动器包括输入和输出，并且其中每个子驱动器的输出连接到分布式功率开关的子晶体管的一个或多个对应的子晶体管的栅极。
另一个创造性方面是一种电子电路。电子电路包括：包括GaN的衬底，以及形成在衬底上的分布式功率开关，其中分布式功率开关包括多个功率子晶体管，并且其中每个功率子晶体管包括栅极、源极和漏极。电子电路还包括形成在衬底上的分布式下拉晶体管，其中分布式下拉晶体管包括多个下拉子晶体管，其中每个下拉子晶体管包括栅极、源极和漏极。下拉子晶体管的栅极电连接在一起，下拉子晶体管的源极均连接到一个或多个对应的功率子晶体管的源极，并且下拉子晶体管的漏极均连接到对应的功率子晶体管的栅极。
另一个创造性方面是一种电子组件，包括封装基座，以及固定到封装基座并包括电子电路的至少一个基于GaN的管芯。电子电路包括：包括GaN的衬底，以及形成在衬底上的分布式功率开关，其中分布式功率开关包括多个功率子晶体管，并且其中每个功率子晶体管包括栅极、源极和漏极。电子电路还包括形成在衬底上的分布式下拉晶体管，其中分布式下拉晶体管包括多个下拉子晶体管，其中每个下拉子晶体管包括栅极、源极和漏极。下拉子晶体管的栅极电连接在一起，下拉子晶体管的源极均连接到一个或多个对应的功率子晶体管的源极，并且下拉子晶体管的漏极均连接到对应的功率子晶体管的栅极。
另一个创造性方面是电子电路。电子电路包括：包括GaN的衬底，以及形成在衬底上的分布式功率开关，其中分布式功率开关包括多个功率子晶体管，并且其中每个功率子晶体管包括栅极电极、源极电极和漏极。电子电路还包括连接到功率子晶体管的栅极电极的第一导体、连接到功率子晶体管的源极电极的第二导体以及与第二导体的至少一部分重叠的第三导体，其中第三导体包括通过一个或多个通孔连接到第二导体的第一部分，以及通过一个或多个通孔连接到第一导体的第二部分。电子电路还包括与第三导体的第二部分重叠并且通过第三导体的第二部分连接到第一导体的第四导体，其中第四导体具有至少2微米的厚度。
另一个创造性方面是一种电子组件，包括封装基座，以及固定到封装基座并包括电子电路的至少一个基于GaN的管芯。电子电路包括：包括GaN的衬底，以及形成在衬底上的分布式功率开关，其中分布式功率开关包括多个功率子晶体管，并且其中每个功率子晶体管包括栅极电极、源极电极和漏极电极。电子电路还包括连接到功率子晶体管的栅极电极的第一导体、连接到功率子晶体管的源极电极的第二导体以及与第二导体的至少一部分重叠的第三导体，其中所述第三导体包括通过一个或多个通孔连接到第二导体的第一部分以及通过一个或多个通孔连接到第一导体的第二部分。电子电路还包括与第三导体的第二部分重叠并且通过第三导体的第二部分连接到第一导体的第四导体，其中第四导体具有至少2微米的厚度。
附图说明
图1是半桥电力转换电路的简化示意图。
图2是分布式晶体管的示意图。
图3A和3B是分布式晶体管的布局的实施例的一部分的示意图。
图4A-4D是分布式晶体管的布局的实施例的一部分的示意图。
图5是具有分布式驱动器或驱动器输出级的分布式晶体管的示意图。
图6是分布式晶体管和分布式驱动器或驱动器输出级的布局的实施例的一部分的示意图。
图7是已经修改为包括低侧下拉FET和高侧下拉FET的半桥电力转换电路的简化示意图。
图8是具有分布式晶体管和分布式下拉FET的电路的示意图。
图9是图8的电路的布局的实施例的示意图。
图10是具有分布式晶体管和下拉FET、分布式下拉FET驱动器和分布式晶体管驱动器的电路的示意图。
图11是包括驱动晶体管、下拉FET和反相器的电路的示意图。
图12是已经修改为包括钳位二极管的半桥电力转换电路的简化示意图。
图13是具有分布式晶体管和分布式二极管的电路的示意图。
图14是图13的电路的布局的实施例的一部分的示意图。
图15是图14所示部分的截面的示意图。
图16是图14所示部分的截面的示意图。
图17是示出形成与分布式驱动器集成的分布式晶体管的方法的实施例的流程图。
图18是示出形成第一和第二分布式晶体管的方法的实施例的流程图。
图19是示出形成第一和第二分布式晶体管的方法的实施例的流程图。
图20是示出形成分布式晶体管的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
本发明的某些实施例在使用一个或多个氮化镓(GaN)装置的半桥电力转换电路中实施。虽然本发明可用于各种各样的电路，但是利用集成驱动器电路、集成电平移位电路、集成自举电容器充电电路、集成启动电路和/或使用GaN和硅装置的混合解决方案使得本发明的一些实施例对于设计成在高频和/或高效率操作的半桥电路特别有用。
现在参考图1，在一些实施例中，电路100可以包括一对互补功率晶体管(本文中也称为开关)，其由被配置为调节输送到负载的电力的一个或多个控制电路来控制。在一些实施例中，高侧功率晶体管与控制电路的一部分一起设置在高侧装置上，并且低侧功率晶体管与控制电路的一部分一起设置在低侧装置上，如下面更详细地描述的。
图1所示的集成半桥电力转换电路100包括低侧GaN装置103、高侧GaN装置105、负载107、自举电容器110和其它电路元件，如在以下详细示出和讨论的。一些实施例还可以具有外部控制器(图1中未示出)，其向电路100提供一个或多个输入以调节电路的操作。电路100仅用于说明目的，其它变型和配置在本公开的范围内。
在一个实施例中，低侧GaN装置103可以具有基于GaN的低侧电路104，其包括具有低侧控制栅极117的低侧功率晶体管115。低侧电路104还可以包括具有连接到低侧晶体管控制栅极117的输出123的集成低侧晶体管驱动器120。在另一个实施例中，高侧GaN装置105可以具有基于GaN的高侧电路106，其包括具有高侧控制栅极127的高侧功率晶体管125。高侧电路106还可以包括具有连接到高侧晶体管控制栅极127的输出133的集成高侧晶体管驱动器130。
电压源135(也称为轨电压)可以连接到高侧晶体管125的漏极137，并且高侧晶体管可以用于控制输入到电力转换电路100中的电力。高侧晶体管125可以进一步具有耦接到低侧晶体管115的漏极143的源极140，形成开关节点145。低侧晶体管115可以具有连接到地的源极147。在一个实施例中，低侧晶体管115和高侧晶体管125可以是基于GaN的增强型场效应晶体管。在其它实施例中，低侧晶体管115和高侧晶体管125可以是任何其它类型的装置，包括但不限于基于GaN的耗尽型晶体管，与基于硅的增强型场效应晶体管串联连接的基于GaN的耗尽型晶体管使耗尽型晶体管的栅极连接到基于硅的增强型晶体管、基于碳化硅的晶体管或基于硅的晶体管的源极。
在一些实施例中，高侧装置105和低侧装置103可以由基于GaN的材料制成。在一个实施例中，基于GaN的材料可以包括在硅层上的GaN层。在进一步的实施例中，基于GaN的材料可以包括但不限于在碳化硅、蓝宝石或氮化铝层上的GaN层。在一个实施例中，基于GaN的层可以包括但不限于其它III族氮化物(例如氮化铝和氮化铟)和III族氮化物合金(例如AlGaN和InGaN)的复合堆叠。在进一步的实施例中，基于GaN的低侧电路104和基于GaN的高侧电路106可以设置在单片基于GaN的装置上。在其它实施例中，基于GaN的低侧电路104可以设置在第一基于GaN的装置上，并且基于GaN的高侧电路106可以设置在第二基于GaN的装置上。在又进一步的实施例中，基于GaN的低侧电路104和基于GaN的高侧电路106可以设置在多于两个的基于GaN的装置上。在一个实施例中，基于GaN的低侧电路104和基于GaN的高侧电路106可以包含以任何配置布置的任何数量的有源或无源电路元件。
在一些实施例中，半桥电力转换电路100形成在固定到电子电力转换组件的封装基座的基于GaN的管芯上。在一些实施例中，组件包括固定到封装基座的多个基于GaN的管芯。
集成半桥电力转换电路100的组件可以包括在2015年6月11日提交的美国申请No.14/737,259中进一步详细描述的特征，出于所有目的将其整体并入本文。
在集成半桥电力转换电路100的一些实施例中，功率晶体管115和125中的任一个或两者可以用分布式或指状拓扑来实现。例如，图2是具有这种拓扑的晶体管200的示意图。晶体管200包括三个子晶体管202、204、206和208。如图所示，子晶体管202、204、206和208使其相应的漏极、栅极和源极分别连接到节点D、G和S，节点D、G和S分别与晶体管200的漏极、栅极和源极对应。
图3A和3B是晶体管200的布局的实施例的一部分220的示意图。图3A和3B的实施例仅被提供为示例。另外可以设想用于晶体管200的许多替代布局配置。
源极电极指242、244、246和248各自与衬底222上的下面的AlGaN或类似层224形成欧姆接触，并共同形成晶体管200的源极电极。源极电极指242、244、246和248分别形成子晶体管202、204、206和208的源极电极。源极电极指242、244、246和248通过一个或多个导体(未示出)彼此电连接并且电连接到一个或多个引脚。在一些实施例中，例如下文更详细讨论的实施例中，源极电极指242、244、246和248通过上覆金属化层彼此电连接并且与一个或多个引脚电连接。
漏极电极指252、254、256和258各自与衬底222上的下面的AlGaN或类似层224形成欧姆接触，并共同形成晶体管200的漏极电极。漏极电极指252、254、256和258分别形成子晶体管202、204、206和208的漏极电极。漏极电极指252、254、256和258通过一个或多个导体(未示出)彼此电连接并且电连接到一个或多个引脚。在一些实施例中，例如下文更详细讨论的实施例中，漏极电极指252、254、256和258通过上覆金属化层彼此电连接并且与一个或多个引脚电连接。
栅极电极指232、234、236和238通过相应的栅极结构与AlGaN或类似层224分开。可以使用与绝缘栅极、肖特基栅极、PN栅极、凹陷栅极和其它栅极相对应的栅极结构。栅极电极指232、234、236和238共同形成晶体管200的栅极电极，并且分别形成子晶体管202、204、206和208的栅极电极。栅极电极指232、234、236和238通过一个或多个导体(未示出)彼此电连接并且电连接到一个或多个引脚。在一些实施例中，例如下文更详细讨论的实施例中，栅极电极指232、234、236和238通过上覆金属化层彼此电连接并且与一个或多个引脚电连接。
场板电极指262、264、266和268通过相应的绝缘结构与AlGaN或类似层224分开，并且共同形成晶体管200的场板电极。场板电极指262、264、266和268分别形成子晶体管202、204、206和208的场板电极。场板电极指262、264、266和268通过一个或多个导体(未示出)彼此电连接到并且电连接到一个或多个引脚。在一些实施例中，例如下文更详细讨论的实施例中，场板电极指262、264、266和268通过上覆金属化层彼此电连接并且与一个或多个引脚电连接。
图4A-4D是具有额外金属化的图3A和3B的子晶体管中的具体一个的实施例的示意图。额外金属化形成引脚与下面的子晶体管的源极电极指248、漏极电极指258、栅极电极指238和场板电极指268之间的电连接。额外金属化层可以特别有利于诸如半桥电力转换电路100的电路。在一些实施例中，可以通过使用连接低侧晶体管115和高侧晶体管125的栅极和/或源极指的额外金属层，来减小低侧晶体管115和高侧晶体管125的有效栅极和/或源极电阻。减小的栅极和/或源极电阻导致例如更快的切换时间。
图4A是一个具体子晶体管的截面图。
形成上覆子晶体管并通过一个或多个绝缘体与子晶体管分开的第一金属层，以便具有金属1结构255、245a和245b。金属1结构255通过一个或多个通孔(未示出)与漏极电极指258电连接。金属1结构245a通过一个或多个通孔(未示出)与场板电极指268电连接。金属1结构245b通过一个或多个通孔(未示出)与源极电极指248电连接。第一金属层可以例如是0.5-2微米厚并且可以包括铝或铜。第一金属层可以包括其它金属化或非金属化导电材料。
形成上覆第一金属层和子晶体管并通过一个或多个绝缘体与第一金属层和子晶体管分开的第二金属层，以便具有金属2结构257、247和237。金属2结构257通过一个或多个通孔(未示出)与金属1结构255电连接。金属2结构247通过一个或多个通孔(未示出)与金属1结构245a和245b电连接。金属2结构237与栅极电极指238电连接，如下面参考图4B-4D所讨论的。第二金属层可以例如大于2微米厚并且可以包括铝或铜。第二金属层可以包括其它金属化或非金属化导电材料。
图4B是源极电极指248、栅极电极指238、场板电极指268和漏极电极指258的平面图。如图所示，源极电极指248不是连续的，并且包括由间隙分开的多个段。源极电极指248的每个段通过一个或多个通孔(未示出)与金属1结构245b电连接。如图所示，栅极电极指238包括延伸到源极电极指248的段之间的间隙中的突出部分。
图4C是金属1结构255、245a和245b的平面图。如图所示，金属1结构245b包括开口249和在开口249内的金属1岛状物243。开口249和金属1岛状物243形成在金属1结构245b中，以便与延伸到源极电极指248的段之间的间隙中的栅极电极指238的突出部分重叠。另外，金属1岛状物243通过一个或多个通孔(未示出)与栅极电极指238的突出部分电连接。
图4D使用金属2结构257、247和237的平面图。金属2结构237形成为与金属1结构245b重叠。此外，金属2结构237通过一个或多个通孔(未示出)与金属1岛状物243电连接。
因此，金属2结构257通过金属1结构255与子晶体管的漏极电极指258电连接。另外，金属2结构247通过金属1结构245a和245b与板电极指268和源极电极指248电连接。此外，金属2结构237通过金属1结构245b的金属1岛状物243与栅极电极指238电连接。
在集成半桥电力转换电路100的一些实施例中，功率晶体管115和125中的任一个或两者及其相应的驱动器120和130可以利用分布式或指状拓扑来实现。例如，图5是与分布式驱动器或驱动器输出级400连接的分布式晶体管300的示意图。
分布式驱动器或驱动器输出级400包括子驱动器402、404、406和408。分布式晶体管300可以与图2的分布式晶体管200类似，并且包括子晶体管302、304、306和308。如图所示，子驱动器402、404、406和408具有连接到相同信号IN的输入。然而，子驱动器402、404、406和408的输出分别与不同的子晶体管302、304、306和308的栅极输入连接。因为子驱动器402、404、406和408具有相同或基本相同的功能，由子驱动器402、404、406和408生成的输出相同或基本相同。
在一些实施例中，子晶体管302、304、306和308具有相同或基本相同的尺寸。在这样的实施例中，子驱动器402、404、406和408可以同样具有相同或基本相同的尺寸。
在一些实施例中，子晶体管302、304、306和308不具有相同的尺寸。在这样的实施例中，子驱动器402、404、406和408同样可以不具有相同的尺寸，而是可以具有按照子晶体管302、304、306和308的尺寸缩放或者与其成比例的尺寸。例如，子驱动器402可以具有与子晶体管302的尺寸对应或成比例的尺寸，子驱动器404可以具有与子晶体管304的尺寸对应或成比例的尺寸，以及子驱动器406可以具有与子晶体管306的尺寸对应或成比例的尺寸。
在一些实施例中，分布式驱动器的每个子驱动器具有连接到多个子晶体管的输出。例如，分布式驱动器的每个子驱动器可以具有电连接到2、4、8或另外的数量的子晶体管的输出。在这样的实施例中，分布式功率开关的子晶体管可以根据第一节距间隔开，并且分布式驱动电路的子驱动器根据第二节距间隔开，并且第二节距等于第一节距的n倍，其中n是整数。
除了其它益处以外，具有利用分布式拓扑实现的功率晶体管及其相应的驱动器的集成半桥电力转换电路100的实施例具有优良的定时性能。由于分布式拓扑，功率晶体管的每个段基本上同时接通或关断。在没有分布式技术的情况下，功率晶体管的每个特定部分接通或关断的时间取决于每个特定部分处控制信号的传播延迟和到达时间。
图6是晶体管300和驱动器或驱动器输出级400的布局的实施例的部分450的示意图。图6的实施例仅作为示例提供。另外考虑了晶体管300的许多替代布局配置。没有示出驱动器或驱动器输出级400的布局的细节，因为本发明的方面同样适用于任何驱动器或驱动器输出级。
如图所示，子驱动器402、404、406和408均用具有相同长度和阻抗的导体连接到输入信号IN。此外，子驱动器402、404、406和408分别将子晶体管302、304、306和308的栅极电极与相同长度和阻抗的导体连接。
图7是已经修改为包括低侧下拉FET 122和高侧下拉FET 132的半桥电力转换电路100的简化示意图。在一些半桥电力转换电路中，寄生电感和电容导致低侧晶体管115的栅极和高侧晶体管125的栅极处瞬变电压。低侧下拉FET 122被配置为在低侧晶体管115断开时导通，使得低侧晶体管115的栅极处的瞬变电压保持足够低，以使得下侧晶体管115不由于瞬变电压而接通。类似地，高侧下拉FET 132被配置为在高侧晶体管125断开时导通，使得高侧晶体管125的栅极处的瞬变电压保持足够低，以使得高侧晶体管125不由于瞬变电压而接通。
在一些实施例中，低侧下拉FET 122和高侧下拉132有利地帮助减小低侧晶体管115和高侧晶体管125的栅极处的电压，使得低侧晶体管115和高侧晶体管125快速关断，从而允许更高频率的操作。
图8是具有分布式晶体管和分布式下拉FET的电路500的示意图。电路500的分布式晶体管包括子晶体管502、504、506和508。电路500的分布式下拉FET包括子FET 512、514、516和518。如图所示，每个子晶体管的栅极连接到对应的子FET的漏极。
图9是电路500的布局520的实施例的示意图。图9的实施例仅作为示例提供。还设想了电路500的许多替代布局配置。
布局520示出了电路500的金属2漏极D、源极S和栅极G结构。所示的金属2漏极D、源极S和栅极G结构例如分别与上面参考图4A-4D讨论的金属2结构257、247和237对应。
布局520还示出了互连结构510。互连结构510包括例如金属1层、金属2层和将金属1层的部分与金属2层的部分连接的通孔。互连结构510被配置为将子晶体管512、514、516和518的金属2漏极D结构分别与子晶体管502、504、506和508的金属2栅极G结构电连接。另外，互连结构500被配置为将子晶体管512、514、516和518的金属2源极S结构分别与子晶体管502、504、506和508的金属2源极S结构电连接。
在一些实施例中，子晶体管502、504、506和508的取向相对于子晶体管512、514、516和518的取向反向。在这样的实施例中，互连结构510可以包括金属2跳线，其被配置为分别在子晶体管502、504、506和508与子晶体管512、514、516和518之间进行适当的连接。
图10是具有分布式晶体管和下拉FET 605、分布式下拉FET驱动器610和分布式晶体管驱动器620的电路600的示意图。电路600的分布式晶体管和下拉FET 605可以与图8的电路500类似。
分布式下拉FET驱动器610包括子驱动器612、614、616和618。分布式晶体管驱动器620包括子驱动器622、624、626和628。如图所示，分布式晶体管的每个子晶体管的栅极连接到分布式晶体管驱动器620的对应的子驱动器的输出。此外，分布式下拉FET的每个子FET的栅极连接到分布式下拉FET驱动器610的对应的子驱动器的输出。
在半桥电力转换电路100的一些实施例中，电路600的分布式晶体管和下拉FET605与低侧晶体管115和低侧下拉FET 122对应。在这样的实施例中，分布式晶体管驱动器620与低侧晶体管驱动电路120对应以及分布式下拉FET驱动器610与高侧晶体管驱动电路130对应，例如如图7所示。
在半桥电力转换电路100的一些实施例中，电路600的分布式晶体管和下拉FET605与高侧晶体管125和高侧下拉FET 132对应。在这样的实施例中，分布式晶体管驱动器620与高侧晶体管驱动电路130对应，以及分布式下拉FET驱动器610与低侧晶体管驱动电路120对应，例如如图7所示。
在半桥电力转换电路100的一些实施例中，低侧下拉FET 122和高侧下拉FET 132的栅极分别由反相器电路驱动，反相器电路的输入分别由低侧晶体管驱动电路120和高侧晶体管驱动电路130驱动。
图11是电路650的示意图，电路650包括驱动晶体管652、下拉FET 653以及包括晶体管654和电阻器655的反相器。电路650还包括可选的齐纳二极管656，其可以提供过压和/或ESD保护。
在如图1所示的半桥电力转换电路100的一些实施例中，可以使用电路650的实例来代替低侧晶体管115和高侧晶体管125中的每一个。
如图11所示，栅极输入信号既提供给驱动晶体管652的栅极，又提供给反相器的晶体管654的栅极。反相器的输出连接到下拉FET 653的栅极。因此，如果驱动晶体管652由于栅极输入处的足够电压而导通，则反相器的输出关断下拉FET 653，以允许驱动晶体管652导通。类似地，如果驱动晶体管652由于栅极输入处的电压不足而断开，则反相器的输出接通下拉FET 653以减小驱动晶体管652的栅极到源极的阻抗。作为下拉FET 653导通的结果，由于下拉FET 653足够低，使得驱动晶体管652不会由于瞬变电压导致不希望地接通，由此栅极输入处的瞬变电压最小化。
图12是已经修改为包括二极管124和134的半桥电力转换电路100的简化示意图。在124和134中，阳极分别连接到低侧晶体管115和高侧晶体管125的源极。此外，124和134具有分别连接到低侧晶体管115和高侧晶体管125的漏极的阴极。如果例如感性负载导致电流在相反方向上流动，则二极管124和134分别被配置为将电流从低侧晶体管115和高侧晶体管125的源极传导到低侧晶体管115和高侧晶体管125的漏极。
在没有二极管124的情况下，感性负载可能使得节点Vsw处的电压在低侧晶体管115接通之前明显地低于地。一旦导通，低侧晶体管115将节点Vsw处的电压钳位到大约等于地以下晶体管阈值的电压。类似地，在没有二极管134的情况下，感性负载可以导致节点Vsw处的电压在高侧晶体管125接通之前明显高于V+。一旦导通，高侧晶体管125将节点Vsw处的电压钳位到大约等于V+以上晶体管阈值的电压。
相比之下，在具有二极管124和134的情况下，节点Vsw处的电压被钳位到地以下二极管阈值和V+以上二极管阈值。在具有二极管124和134的情况下，电流较早地或在较小极值电压下流动。为了接通二极管124，由节点Vsw处的感性负载引发的电压必须低于地以下二极管阈值。类似地，为了接通二极管134，由节点Vsw处的感性负载引发的电压必须超过V+以上二极管阈值。由于二极管124和134的二极管阈值小于低侧晶体管115和高侧晶体管125的晶体管阈值电压，因此利用二极管124和134，节点Vsw处的电压被钳位到更优选的较小范围。
在一些实施例中，二极管124和134可以例如作为低侧晶体管115或高侧晶体管125的分布式实施方式的一部分分布，例如，如下面进一步详细讨论的。
图13是具有分布式晶体管和分布式二极管的电路690的示意图。分布式二极管的阳极连接到分布式晶体管的源极，而其阴极连接到分布式晶体管的漏极。分布式晶体管包括子晶体管692，并且分布式二极管包括子二极管693。在本实施例中，每两个子晶体管有一个子二极管。在其它实施例中，对于每个更少或更多的子晶体管有一个子二极管。
图14是电路690的布局的实施例的一部分700的示意图。图14的实施例仅作为示例提供。还设想了电路690的许多替代布局配置。
源极电极指741、742、743和744各自与下面的AlGaN或类似层形成欧姆接触，并且共同形成电路690的分布式晶体管的源极电极。源极电极指741、742、743和744分别形成子晶体管692的源极电极。源极电极指741、742、743和744通过一个或多个导体(未示出)彼此电连接并且与一个或多个引脚电连接。在一些实施例中，源极电极指743和744通过上覆金属化层彼此电连接并且与一个或多个引脚电连接。
漏极电极指751、752、753、754、755和756各自与下面的AlGaN或类似层形成欧姆接触，并共同形成电路690的分布式晶体管的漏极电极。漏极电极指751、752、753、754、755和756分别形成子晶体管692的漏极电极。漏极电极指751、752、753、754、755和756通过一个或多个导体(未示出)彼此电连接并且与一个或多个引脚电连接。在一些实施例中，漏极电极指751、752、753、754、755和756通过上覆金属化层彼此电连接并且与一个或多个引脚电连接。
栅极电极指731、732、733和734通过相应的栅极结构与AlGaN或类似层分开。可以使用与绝缘栅极、肖特基栅极、PN栅极、凹陷栅极和其它栅极相对应的栅极结构。栅极电极指731、732、733和734共同形成电路690的分布式晶体管的栅极电极，并且分别形成子晶体管692的栅极电极。栅极电极指731、732、733和734通过一个或多个导体(未示出)彼此电连接并且与一个或多个引脚电连接。在一些实施例中，栅极电极指731、732、733和734通过上覆金属化层彼此电连接并且与一个或多个引脚电连接。
场板电极指761、762、764和765通过相应的绝缘结构与AlGaN或类似层分开，并且共同形成电路690的分布式晶体管的场板电极。场板电极指761、762、764和765分别形成子晶体管692的场板电极。场板电极指761、762、764和765通过一个或多个导体(未示出)彼此电连接并且与一个或多个引脚电连接。在一些实施例中，场板电极指761、762、764和765通过上覆金属化层彼此电连接并且与一个或多个引脚电连接。
二极管电极指748和749形成电路690的二极管693。
图15是沿着图14的顶部或底部边缘截取的部分700的截面的示意图。源极电极指741、742、743和744，漏极电极指751、752、753、754、755和756，栅极电极指731、732、733和734以及场板电极指761、762、764和765与例如图3B所示的晶体管200的对应结构类似。
在该实施例中，每第三子晶体管用作分布式二极管的子二极管，因为其栅极连接到其源极。如图15所示，二极管电极指748和749与AlGaN或类似层接触并且上覆栅极结构，从而形成栅极到源极连接。在该实施例中，二极管电极指748和749也形成二极管连接子晶体管的场板。
在替代实施例中，二极管连接的子晶体管具有与图3B所示的晶体管200的截面架构相同的截面架构。在这些实施例中，子晶体管的栅极和源极例如在上覆子晶体管的附加金属化中连接。
图16是沿着图14的顶部或底部边缘截取的部分700的截面的示意图。源极电极指741、742、743和744，漏极电极指751、752、753、754、755、756，栅极电极指731、732、733和734以及场板电极指761、762、764和765与例如图3B所示的晶体管200的对应结构类似。
在本实施例中，省略了每第三子晶体管的栅极结构。代替省略的栅极结构，肖特基势垒分别形成在AlGaN或类似层与二极管电极指748和749下面的肖特基结构750和755的结处。肖特基结构包括肖特基金属。在一些实施例中，二极管电极指748和749包括肖特基金属，并且分别与肖特基结构750和755集成。
图17是示出形成与分布式驱动器集成的分布式晶体管的方法800的实施例的流程图。
在810处，形成分布式晶体管。例如，可以通过形成多个相邻的子晶体管来形成具有指状栅极和指状源极的晶体管，每个子晶体管包括源极和栅极。在一些实施例中，子晶体管的源极与导体电连接。在一些实施例中，子晶体管的栅极与导体电连接。在一些实施例中，子晶体管共享共同的漏极连接。在一些实施例中，子晶体管各自具有单独的漏极连接。
在820处，形成分布式驱动器。分布式驱动器至少包括分布式的输出级。例如，驱动器的输出级可以包括分布式上拉晶体管和分布式下拉晶体管，其中分布式上拉晶体管包括多个上拉子晶体管，以及分布式下拉晶体管包括多个下拉子晶体管。在一些实施例中，分布式驱动器的其它或所有部分也是分布式的。
在一些实施例中，使用与810处描述的类似的过程形成分布式上拉晶体管和分布式下拉晶体管。在一些实施例中，上拉子晶体管的源极通过导体各自与下拉子晶体管中对应的一个的漏极连接。每对对应的上拉和下拉子晶体管形成子驱动器，子驱动器具有由连接上拉子晶体管的源极和其下拉子晶体管的漏极的导体形成的输出电极。
在一些实施例中，810的分布式上拉晶体管、分布式下拉晶体管和分布式晶体管形成为具有相同的节距。在这样的实施例中，810的分布式晶体管的每个子晶体管可以与形成子驱动器的一对对应的上拉和下拉子晶体管对准。
在830处，分布式驱动器的输出连接到分布式晶体管的指状栅极。例如，分布式晶体管的子晶体管的栅极可以各自利用导体连接到对应的子驱动器的输出电极。在一些实施例中，将子晶体管的栅极连接到子驱动器的输出电极的导体是与将子驱动器的上拉子晶体管的源极与下拉子晶体管的漏极连接的导体相同的导体。
图18是示出形成第一和第二分布式晶体管的方法900的实施例的流程图。
在910处，形成第一分布式晶体管。例如，可以通过形成多个相邻的子晶体管来形成具有指状栅极和指状源极的第一晶体管，每个子晶体管包括源极和栅极。在一些实施例中，子晶体管的源极与导体电连接。在一些实施例中，子晶体管的栅极与导体电连接。在一些实施例中，子晶体管共享共同的漏极连接。在一些实施例中，子晶体管各自具有单独的漏极连接。
在920处，形成第二分布式晶体管。例如，可以通过形成多个相邻的子晶体管来形成具有指状栅极和指状源极的第二晶体管，每个子晶体管包括源极和栅极。在一些实施例中，子晶体管的源极与导体电连接。在一些实施例中，子晶体管的栅极与导体电连接。在一些实施例中，子晶体管共享共同的漏极连接。在一些实施例中，子晶体管各自具有单独的漏极连接。
在一些实施例中，第一分布式晶体管和第二分布式晶体管形成为具有相同的节距。在这样的实施例中，第一分布式晶体管的每个子晶体管可以与第二分布式晶体管的子晶体管中的一个对准。
在930处，第一分布式晶体管连接到第二分布式晶体管。例如，如果第一分布式晶体管的子晶体管的栅极可以通过第一导体与第二分布式晶体管的共同漏极连接。此外，第一分布式晶体管的每个子晶体管的源极可以通过第二导体与第二分布式晶体管的子晶体管的源极连接。
在一些实施例中，可以使用诸如上述方法800的方法形成具有第一驱动器的第一分布式晶体管。在一些实施例中，使用诸如上述方法800的方法形成具有第二驱动器的第二分布式晶体管。
图19是示出形成分布式晶体管和分布式二极管的方法1000的实施例的流程图。
在1010处，形成分布式晶体管。例如，可以通过形成多个子晶体管来形成具有指状栅极和指状源极的晶体管，每个子晶体管都包括源极和栅极。在一些实施例中，子晶体管的源极与导体电连接。在一些实施例中，子晶体管的栅极与导体电连接。在一些实施例中，子晶体管共享共同的漏极连接。在一些实施例中，子晶体管各自具有单独的漏极连接。
在1020处，形成分布式二极管。例如，可以形成指状二极管，使得指状二极管的指状物与分布式晶体管的子晶体管的指状栅极和源极交错。在一些实施例中，分布式二极管通过将分布式晶体管的一些子晶体管的栅极和源极电连接而形成。在一些实施例中，通过在多个位置将肖特基金属连接到分布式晶体管的漏极来形成分布式二极管。
在1030处，分布式晶体管连接到分布式二极管。例如，子二极管的阳极可以与分布式晶体管的一个或多个子晶体管中的每一个的源极连接，并且子二极管的阴极可以与分布式晶体管的漏极连接。
在一些实施例中，子二极管的阳极通过将分布式晶体管的一些子晶体管的栅极和源极电连接而与分布式晶体管的一个或多个子晶体管中的每一个的源极连接。在一些实施例中，通过将分布式二极管的肖特基金属/漏极结电连接到分布式晶体管的一个或多个子晶体管中的每一个的源极，子二极管的阳极与分布式晶体管上的一个或多个子晶体管中的每一个的源极连接。
在一些实施例中，可以使用以上诸如方法800中描述的方法形成具有驱动器的分布式晶体管。在一些实施例中，可以使用诸如上述方法800的方法形成分布式晶体管和分布式二极管以及驱动器。在一些实施例中，可以使用以上诸如方法900的方法形成具有第二分布式晶体管的分布式晶体管。
图20是说明形成分布式晶体管的方法1100的实施例的流程图。
在1110处，形成分布式晶体管。例如，可以通过形成每个都包括源极和栅极的多个子晶体管来形成具有指状栅极和指状源极的晶体管。
在1120处，通过分别使子晶体管的栅极和源极与欧姆栅极和源极导体接触来形成到子晶体管的栅极和源极的欧姆接触。在一些实施例中，子晶体管的栅极通过导体彼此电连接。在一些实施例中，子晶体管的源极通过导体彼此电连接。在一些实施例中，子晶体管共享共同的漏极连接。在一些实施例中，子晶体管各自具有单独的漏极连接。
在1130处，形成了第一附加导电层。在一些实施例中，第一附加导电层至少部分地覆盖子晶体管的栅极的欧姆接触并通过一个或多个通孔与子晶体管的栅极的欧姆接触电接触。在一些实施例中，第一附加导电层至少部分地覆盖子晶体管的源极的欧姆接触并通过一个或多个通孔与子晶体管的源极的欧姆接触电接触。
在1140处，形成第二附加导电层。在一些实施例中，第二附加导电层至少部分地覆盖子晶体管的栅极的欧姆接触并通过一个或多个通孔以及通过第一附加导电层中的开口与子晶体管的栅极的欧姆接触电接触。在一些实施例中，第二附加导电层至少部分地覆盖子晶体管的栅极的欧姆接触并通过一个或多个通孔以及通过第一附加导电层中的开口与子晶体管的栅极的欧姆接触电接触。
在一些实施例中，欧姆栅极导体与子晶体管的源极重叠。在一些实施例中，第二附加导电层与子晶体管的栅极的欧姆接触和欧姆导体的与子晶体管的源极重叠的部分电接触。
在一些实施例中，可以使用诸如上述方法800的方法形成分布式晶体管与驱动器。在一些实施例中，可以使用诸如上述方法900的方法利用第二分布式晶体管形成分布式晶体管。
本文中讨论的每个电路包括一个或多个发明特征。电路的各种特征可以应用于构想的特征的组合中的电路的其它实施例，但是为了简洁起见未具体讨论。
本文所讨论的装置的各个方面可以在其它半导体技术中实践。例如，本文所讨论的装置的各个方面可以在硅、锗、砷化镓、碳化硅、有机和其它技术中实现。
虽然已经描述了本发明的各种实施例，但是对于本领域技术人员将显而易见的是，在本发明的范围内的更多实施例和实施方式是可能的。因此，除了根据所附权利要求及其等同物之外，本发明不受限制。

Claims (30)

1.一种电子电路，包括：
包括GaN的衬底；
形成在所述衬底上的分布式功率开关，其中所述分布式功率开关包括多个子晶体管，并且其中每个子晶体管包括栅极、源极和漏极，其中每个子晶体管的源极与其它子晶体管中的每一个子晶体管的源极在衬底上的公共源极节点处电连接，并且其中每个子晶体管的漏极与其它子晶体管中的每一个子晶体管的漏极在衬底上的公共漏极节点处电连接；
形成在所述衬底上并且连接在第一电源供应和第二电源供应之间的分布式驱动电路，其中所述分布式驱动电路包括由多个子驱动器形成的分布式输出级，其中每个子驱动器包括输入和输出，其中每个子驱动器的输入与其它子驱动器中的每一个子驱动器的输入在单个公共输入节点处电连接，并且其中每个子驱动器的输出的至少一部分连接到所述分布式功率开关的子晶体管的一个或多个对应的子晶体管的栅极，以使得每个子驱动器的输出被配置为基于所述单个公共输入节点处的电压值来控制所述一个或多个对应的子晶体管在公共源极节点和公共漏极节点之间是导电还是不导电，其中分布式GaN驱动电路被配置为接收在所述单个公共输入节点处的输入逻辑信号；以及
形成在所述衬底上并且连接在所述第一电源供应和所述第二电源供应之间的控制电路，其中所述控制电路被配置为生成所述输入逻辑信号；
其中，分布式GaN功率开关和分布式GaN驱动电路是GaN装置并且集成在GaN衬底上，
其中分布式GaN驱动电路被配置为控制分布式GaN功率开关的子晶体管中的每一个子晶体管的导电性，以使得在基本上相同的时间接通或关断子晶体管。
2.根据权利要求1所述的电子电路，其中所述分布式功率开关的所述子晶体管根据第一节距间隔开，并且所述分布式驱动电路的所述子驱动器根据第二节距间隔开，并且其中所述第二节距等于所述第一节距的N倍，其中N是整数。
3.根据权利要求1所述的电子电路，其中所述分布式驱动电路的所述子驱动器的输入通过多个导体连接到节点，并且其中所述导体具有基本上相同的阻抗。
4.根据权利要求1所述的电子电路，其中所述分布式驱动电路的所述子驱动器的输出通过多个导体连接到所述分布式功率开关的所述子晶体管，并且其中所述导体具有基本上相同的阻抗。
5.一种电子组件，包括：
封装基座；和
至少一个基于GaN的管芯，其固定到所述封装基座并包括电子电路，所述电子电路包括：
形成在衬底上的分布式功率开关，其中所述分布式功率开关包括多个子晶体管，并且其中每个子晶体管包括栅极、源极和漏极，其中每个子晶体管的源极与其它子晶体管中的每一个子晶体管的源极在衬底上的公共源极节点处电连接，并且其中每个子晶体管的漏极与其它子晶体管中的每一个子晶体管的漏极在衬底上的公共漏极节点处电连接；
形成在所述衬底上并且连接在第一电源供应和第二电源供应之间的分布式驱动电路，其中所述分布式驱动电路包括由多个子驱动器形成的分布式输出级，其中每个子驱动器包括输入和输出，其中每个子驱动器的输入与其它子驱动器中的每一个子驱动器的输入在单个公共输入节点处电连接，并且其中每个子驱动器的输出的至少一部分连接到所述分布式功率开关的所述子晶体管的一个或多个对应的子晶体管的栅极，以使得每个子驱动器的输出被配置为基于所述单个公共输入节点处的电压值来控制所述一个或多个对应的子晶体管在公共源极节点和公共漏极节点之间是导电还是不导电，其中分布式GaN驱动电路被配置为接收在所述单个公共输入节点处的输入逻辑信号；以及
形成在所述衬底上并且连接在所述第一电源供应和所述第二电源供应之间的控制电路，其中所述控制电路被配置为生成所述输入逻辑信号；
其中，分布式GaN功率开关和分布式GaN驱动电路是GaN装置并且集成在GaN管芯上，并且
其中分布式GaN驱动电路被配置为控制分布式GaN功率开关的子晶体管中的每一个子晶体管的导电性，以使得在基本上相同的时间接通或关断子晶体管。
6.根据权利要求5所述的电子组件，其中，所述分布式功率开关的所述子晶体管根据第一节距间隔开，并且所述分布式驱动电路的所述子驱动器根据第二节距间隔开，并且其中所述第二节距等于所述第一节距的N倍，其中N是整数。
7.根据权利要求5所述的电子组件，其中所述分布式驱动电路的所述子驱动器的输入通过多个导体连接到节点，并且其中所述导体具有基本上相同的阻抗。
8.根据权利要求5所述的电子组件，其中所述分布式驱动电路的所述子驱动器的输出通过多个导体连接到所述分布式功率开关的所述子晶体管，并且其中所述导体具有基本上相同的阻抗。
9.一种电子电路，包括：
包括GaN的衬底；
形成在所述衬底上的分布式功率开关，其中所述分布式功率开关包括多个功率子晶体管，并且其中每个功率子晶体管包括栅极、源极和漏极，其中每个子晶体管的源极与其它子晶体管中的每一个的源极在衬底上的公共源极节点处电连接，并且其中每个子晶体管的漏极与其它子晶体管中的每一个的漏极在衬底上的公共漏极节点处电连接；以及
形成在所述衬底上的分布式下拉晶体管，其中所述分布式下拉晶体管包括多个下拉子晶体管，其中每个下拉子晶体管包括栅极、源极和漏极，其中所述下拉子晶体管的栅极在公共输入节点处电连接在一起，其中所述下拉子晶体管的源极各自连接到公共源极节点，并且其中所述下拉子晶体管的漏极各自连接到一个或多个对应的功率子晶体管的栅极，以使得每个下拉子晶体管被配置为基于所述公共输入节点处的输入基本上防止对应的一个或多个功率子晶体管在公共源极节点和公共漏极节点之间的导电性，
其中分布式GaN功率开关和分布式GaN下拉晶体管均是GaN装置并且集成在GaN管芯上。
10.根据权利要求9所述的电子电路，其中所述分布式功率开关的所述子晶体管根据第一节距间隔开，并且所述分布式下拉晶体管的所述下拉子晶体管根据第二节距间隔开，并且其中所述第一节距等于所述第二节距的N倍，其中N是整数。
11.根据权利要求9所述的电子电路，还包括第一分布式驱动器，所述第一分布式驱动器包括多个第一子驱动器，其中所述功率子晶体管的栅极各自与对应的第一子驱动器的输出连接。
12.根据权利要求9所述的电子电路，还包括形成在所述衬底上的分布式驱动电路，其中所述分布式驱动电路包括由多个子驱动器形成的分布式输出级，其中每个子驱动器包括输入和输出，并且其中每个子驱动器的输出连接到所述分布式功率开关的所述子晶体管的一个或多个对应的子晶体管的栅极。
13.一种电子电路，包括：
包括GaN的衬底；
形成在所述衬底上的分布式功率开关，其中所述分布式功率开关包括多个功率子晶体管，并且其中每个功率子晶体管包括栅极、源极和漏极，其中每个子晶体管的源极与其它子晶体管中的每一个的源极在衬底上的公共源极节点处电连接，并且其中每个子晶体管的漏极与其它子晶体管中的每一个的漏极在衬底上的公共漏极节点处电连接；以及
形成在所述衬底上的分布式下拉晶体管，其中所述分布式下拉晶体管包括多个下拉子晶体管，其中每个下拉子晶体管包括栅极、源极和漏极，其中所述下拉子晶体管的源极各自连接到公共源极节点，并且其中所述下拉子晶体管的漏极各自连接到一个或多个对应的功率子晶体管的栅极，
第一分布式驱动器，所述第一分布式驱动器包括多个第一子驱动器，其中所述功率子晶体管的栅极各自与对应的第一子驱动器的输出连接；以及
第二分布式驱动器，所述第二分布式驱动器包括多个第二子驱动器，其中所述下拉子晶体管的栅极各自与对应的第二子驱动器的输出连接，
其中每个下拉子晶体管被配置为基于对应的第二子驱动器的输出基本上防止对应的一个或多个功率子晶体管在公共源极节点和公共漏极节点之间的导电性。
14.一种电子组件，包括：
封装基座；和
至少一个基于GaN的管芯，其固定到所述封装基座并包括电子电路，所述电子电路包括：
包括GaN的衬底；
形成在所述衬底上的分布式功率开关，其中所述分布式功率开关包括多个功率子晶体管，并且其中每个功率子晶体管包括栅极、源极和漏极，其中每个子晶体管的源极与其它子晶体管中的每一个的源极在衬底上的公共源极节点处电连接，并且其中每个子晶体管的漏极与其它子晶体管中的每一个的漏极在衬底上的公共漏极节点处电连接；以及
形成在所述衬底上的分布式下拉晶体管，其中所述分布式下拉晶体管包括多个下拉子晶体管，其中每个下拉子晶体管包括栅极、源极和漏极，其中所述下拉子晶体管的栅极在公共输入节点处电连接在一起，其中所述下拉子晶体管的源极各自连接到公共源极节点，并且其中所述下拉子晶体管的漏极各自连接到对应的功率子晶体管的栅极。
15.根据权利要求14所述的电子组件，其中所述分布式功率开关的所述子晶体管根据第一节距间隔开，并且所述分布式下拉晶体管的所述下拉子晶体管根据第二节距间隔开，并且其中所述第一节距等于所述第二节距的N倍，其中N是整数。
16.根据权利要求14所述的电子组件，其中所述电子电路还包括第一分布式驱动器，所述第一分布式驱动器包括多个第一子驱动器，其中所述功率子晶体管的栅极各自与对应的第一子驱动器的输出连接。
17.根据权利要求14所述的电子组件，其中所述电子电路还包括形成在所述衬底上的分布式驱动电路，其中所述分布式驱动电路包括由多个子驱动器形成的分布式输出级，其中每个子驱动器包括输入和输出，并且其中每个子驱动器的输出连接到所述分布式功率开关的所述子晶体管的一个或多个对应的子晶体管的栅极。
18.一种电子组件，包括：
封装基座；和
至少一个基于GaN的管芯，其固定到所述封装基座并包括电子电路，所述电子电路包括：
包括GaN的衬底；
形成在所述衬底上的分布式功率开关，其中所述分布式功率开关包括多个功率子晶体管，并且其中每个功率子晶体管包括栅极、源极和漏极，其中每个子晶体管的源极与其它子晶体管中的每一个的源极在衬底上的公共源极节点处电连接，并且其中每个子晶体管的漏极与其它子晶体管中的每一个的漏极在衬底上的公共漏极节点处电连接；以及
形成在所述衬底上的分布式下拉晶体管，其中所述分布式下拉晶体管包括多个下拉子晶体管，其中每个下拉子晶体管包括栅极、源极和漏极，其中所述下拉子晶体管的源极各自连接到公共源极节点，并且其中所述下拉子晶体管的漏极各自连接到一个或多个对应的功率子晶体管的栅极，
第一分布式驱动器，所述第一分布式驱动器包括多个第一子驱动器，其中所述功率子晶体管的栅极各自与对应的第一子驱动器的输出连接；以及
第二分布式驱动器，所述第二分布式驱动器包括多个第二子驱动器，其中所述下拉子晶体管的栅极各自与对应的第二子驱动器的输出连接，
其中每个下拉子晶体管被配置为基于对应的第二子驱动器的输出基本上防止对应的一个或多个功率子晶体管在公共源极节点和公共漏极节点之间的导电性。
19.一种电子电路，包括：
包括GaN的衬底；
形成在所述衬底上的分布式功率开关，其中所述分布式功率开关包括多个功率子晶体管，并且其中每个功率子晶体管包括栅极电极、源极电极和漏极电极，其中每个子晶体管的栅极与其它子晶体管中的每一个的栅极在衬底上的公共栅极节点处电连接，其中每个子晶体管的源极与其它子晶体管中的每一个的源极在衬底上的公共源极节点处电连接，并且其中每个子晶体管的漏极与其它子晶体管中的每一个的漏极在衬底上的公共漏极节点处电连接；
第一导体，连接到公共栅极节点；
第二导体，连接到公共源极节点；
第三导体，与所述第二导体的至少一部分重叠，其中所述第三导体包括：
第一部分，通过一个或多个通孔连接到所述第二导体，和
第二部分，通过一个或多个通孔连接到所述第一导体；以及
第四导体，与所述第三导体的所述第二部分重叠并通过所述第三导体的所述第二部分连接到所述第一导体，其中所述第四导体具有至少2微米的厚度。
20.根据权利要求19所述的电子电路，其中所述第三导体的所述第二部分位于所述第三导体的所述第一部分的开口内。
21.根据权利要求19所述的电子电路，其中所述第二导体包括由一个或多个间隙分开的多个段，并且其中所述第一导体包括延伸到所述第二导体的所述段之间的所述一个或多个间隙中的一个或多个突出部分。
22.根据权利要求19所述的电子电路，还包括形成在所述衬底上的分布式驱动电路，其中所述分布式驱动电路包括由多个子驱动器形成的分布式输出级，其中每个子驱动器包括输入和输出，并且其中每个子驱动器的输出连接到所述分布式功率开关的所述子晶体管的一个或多个对应的子晶体管的栅极。
23.根据权利要求22所述的电子电路，还包括形成在所述衬底上的分布式下拉晶体管，其中所述分布式下拉晶体管包括多个下拉子晶体管，其中每个下拉子晶体管包括栅极、源极和漏极，其中所述下拉子晶体管的栅极电连接在一起，其中所述下拉子晶体管的源极各自连接到一个或多个对应的功率子晶体管的源极，并且其中所述下拉子晶体管的漏极各自连接到对应的功率子晶体管的栅极。
24.根据权利要求19所述的电子电路，还包括形成在所述衬底上的分布式下拉晶体管，其中所述分布式下拉晶体管包括多个下拉子晶体管，其中每个下拉子晶体管包括栅极、源极和漏极，其中所述下拉子晶体管的栅极电连接在一起，其中所述下拉子晶体管的源极各自连接到一个或多个对应的功率子晶体管的源极，并且其中所述下拉子晶体管的漏极各自连接到对应的功率子晶体管的栅极。
25.一种电子组件，包括：
封装基座；和
至少一个基于GaN的管芯，其固定到所述封装基座并包括电子电路，所述电子电路包括：
包括GaN的衬底；
形成在所述衬底上的分布式功率开关，其中所述分布式功率开关包括多个功率子晶体管，并且其中每个功率子晶体管包括栅极电极、源极电极和漏极电极，其中每个子晶体管的源极与其它子晶体管中的每一个的源极在衬底上的公共源极节点处电连接，并且其中每个子晶体管的漏极与其它子晶体管中的每一个的漏极在衬底上的公共漏极节点处电连接；
第一导体，连接到所述功率子晶体管的栅极电极；
第二导体，连接到所述功率子晶体管的源极电极；
第三导体，与所述第二导体的至少一部分重叠，其中所述第三导体包括：
第一部分，通过一个或多个通孔连接到所述第二导体，和
第二部分，通过一个或多个通孔连接到所述第一导体；以及
第四导体，与所述第三导体的所述第二部分重叠并且通过所述第三导体的所述第二部分连接到所述第一导体，其中所述第四导体具有至少2微米的厚度。
26.根据权利要求25所述的电子组件，其中所述第三导体的所述第二部分位于所述第三导体的所述第一部分的开口内。
27.根据权利要求25所述的电子组件，其中所述第二导体包括由一个或多个间隙分开的多个段，并且其中所述第一导体包括延伸到所述第二导体的所述段之间的所述一个或多个间隙中的一个或多个突出部分。
28.根据权利要求25所述的电子组件，其中所述电子电路还包括形成在所述衬底上的分布式驱动电路，其中所述分布式驱动电路包括由多个子驱动器形成的分布式输出级，其中每个子驱动器包括输入和输出，并且其中每个子驱动器的输出连接到所述分布式功率开关的所述子晶体管的一个或多个对应的子晶体管的栅极。
29.根据权利要求28所述的电子组件，其中所述电子电路还包括形成在所述衬底上的分布式下拉晶体管，其中所述分布式下拉晶体管包括多个下拉子晶体管，其中每个下拉子晶体管包括栅极、源极和漏极，其中所述下拉子晶体管的栅极电连接在一起，其中所述下拉子晶体管的源极各自连接到一个或多个对应的功率子晶体管的源极，并且其中所述下拉子晶体管的漏极各自连接到对应的功率子晶体管的栅极。
30.根据权利要求25所述的电子组件，其中所述电子电路还包括形成在所述衬底上的分布式下拉晶体管，其中所述分布式下拉晶体管包括多个下拉子晶体管，其中每个下拉子晶体管包括栅极、源极和漏极，其中所述下拉子晶体管的栅极电连接在一起，其中所述下拉子晶体管的源极各自连接到一个或多个对应的功率子晶体管的源极，并且其中所述下拉子晶体管的漏极各自连接到对应的功率子晶体管的栅极。
CN201580053363.4A 2014-08-20 2015-08-20 具有分布式栅极的功率晶体管 Active CN106796930B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462039742P 2014-08-20 2014-08-20
US62/039,742 2014-08-20
PCT/US2015/046022 WO2016028967A1 (en) 2014-08-20 2015-08-20 Power transistor with distributed gate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106796930A CN106796930A (zh) 2017-05-31
CN106796930B true CN106796930B (zh) 2021-03-30

Family

ID=55349140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580053363.4A Active CN106796930B (zh) 2014-08-20 2015-08-20 具有分布式栅极的功率晶体管

Country Status (4)

Country Link
US (3) US20160056817A1 (zh)
CN (1) CN106796930B (zh)
TW (3) TWI627723B (zh)
WO (1) WO2016028967A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI566328B (zh) 2013-07-29 2017-01-11 高效電源轉換公司 具有用於產生附加構件之多晶矽層的氮化鎵電晶體
WO2016028967A1 (en) 2014-08-20 2016-02-25 Navitas Semiconductor, Inc. Power transistor with distributed gate
US10454481B1 (en) * 2019-04-04 2019-10-22 Navitas Semiconductor, Inc GaN logic circuits
US10601302B1 (en) 2019-04-04 2020-03-24 Navitas Semiconductor, Inc. Bootstrap power supply circuit
KR20220012860A (ko) * 2019-04-29 2022-02-04 이피션트 파워 컨버젼 코퍼레이션 게이트 전류 재사용을 이용한 GaN 레이저 다이오드 구동 FET

Family Cites Families (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4616142A (en) * 1984-12-31 1986-10-07 Sundstrand Corporation Method of operating parallel-connected semiconductor switch elements
FR2714547B1 (fr) * 1993-12-23 1996-01-12 Commissariat Energie Atomique Système de commande d'actionneurs à courant continu en électronique de puissance.
JP2790071B2 (ja) * 1995-02-24 1998-08-27 日本電気株式会社 パワーｍｏｓｆｅｔにおける選択接続方法
US5961215A (en) 1997-09-26 1999-10-05 Advanced Micro Devices, Inc. Temperature sensor integral with microprocessor and methods of using same
TW442954B (en) * 2000-01-20 2001-06-23 Prolific Technology Inc Layout structure for promoting integration
US6255867B1 (en) * 2000-02-23 2001-07-03 Pericom Semiconductor Corp. CMOS output buffer with feedback control on sources of pre-driver stage
TW484226B (en) * 2000-03-21 2002-04-21 United Microelectronics Corp Electrostatic discharge protection circuit of integrated circuit
TWI271845B (en) * 2002-03-28 2007-01-21 Winbond Electronics Corp Electrostatic discharge protection device
FR2853808B1 (fr) 2003-04-09 2006-09-15 Alstom Module de commutation de puissance et ondulateur equipe de ce module
JP2006100645A (ja) * 2004-09-30 2006-04-13 Furukawa Electric Co Ltd:The ＧａＮ系半導体集積回路
US7161194B2 (en) * 2004-12-06 2007-01-09 Cree, Inc. High power density and/or linearity transistors
US7746155B2 (en) * 2005-03-30 2010-06-29 Texas Instruments Incorporated Circuit and method for transistor turn-off with strong pulldown
JP4185157B2 (ja) * 2005-07-25 2008-11-26 松下電器産業株式会社 半導体素子及び電気機器
US20070162755A1 (en) * 2006-01-09 2007-07-12 Nokia Corporation Enhancements for discovering device owners in a UPnP searching service
US7737770B2 (en) * 2006-03-31 2010-06-15 Intel Corporation Power switches having positive-channel high dielectric constant insulated gate field effect transistors
US20070241418A1 (en) * 2006-04-13 2007-10-18 Ming-I Wang Image sensing device and fabrication method thereof
KR100993167B1 (ko) * 2006-08-07 2010-11-09 서울대학교산학협력단 나노구조물 센서
JP2008108818A (ja) * 2006-10-24 2008-05-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体記憶装置
US7863877B2 (en) 2006-12-11 2011-01-04 International Rectifier Corporation Monolithically integrated III-nitride power converter
US8076699B2 (en) * 2008-04-02 2011-12-13 The Hong Kong Univ. Of Science And Technology Integrated HEMT and lateral field-effect rectifier combinations, methods, and systems
DE112009001638B4 (de) * 2008-07-10 2020-07-16 Mitsubishi Electric Corporation Leistungshalbleitermodul
US20100128898A1 (en) * 2008-11-26 2010-05-27 Nuvoton Technology Corporation Method and apparatus for operation sequencing of audio amplifiers
US8054110B2 (en) * 2009-01-20 2011-11-08 University Of South Carolina Driver circuit for gallium nitride (GaN) heterojunction field effect transistors (HFETs)
JP4700125B2 (ja) 2009-07-30 2011-06-15 住友電気工業株式会社 半導体装置およびその製造方法
US20110148376A1 (en) 2009-12-23 2011-06-23 Texas Instruments Incorporated Mosfet with gate pull-down
US8981380B2 (en) 2010-03-01 2015-03-17 International Rectifier Corporation Monolithic integration of silicon and group III-V devices
US9219058B2 (en) * 2010-03-01 2015-12-22 Infineon Technologies Americas Corp. Efficient high voltage switching circuits and monolithic integration of same
US9263439B2 (en) * 2010-05-24 2016-02-16 Infineon Technologies Americas Corp. III-nitride switching device with an emulated diode
JP5496038B2 (ja) 2010-09-22 2014-05-21 三菱電機株式会社 Ｄｃ−ｄｃコンバータ
EP2445110B1 (en) * 2010-10-22 2014-05-14 ABB Research Ltd Gate driver unit for electrical switching device
US8559212B2 (en) * 2011-07-06 2013-10-15 Mediatek Inc. Memory circuit and word line control circuit
US9087812B2 (en) * 2011-07-15 2015-07-21 International Rectifier Corporation Composite semiconductor device with integrated diode
US9640617B2 (en) 2011-09-11 2017-05-02 Cree, Inc. High performance power module
US20130087803A1 (en) 2011-10-06 2013-04-11 Epowersoft, Inc. Monolithically integrated hemt and schottky diode
WO2013054431A1 (ja) * 2011-10-14 2013-04-18 富士通株式会社 半導体装置及びその製造方法、電源装置
EP2587670A1 (en) * 2011-10-26 2013-05-01 ABB Technology AG Control contact driving system
US8599618B2 (en) * 2011-12-02 2013-12-03 Cypress Semiconductor Corp. High voltage tolerant row driver
US8710753B2 (en) * 2011-12-07 2014-04-29 Dialog Semiconductor Inc. High performance adaptive switched LED driver
KR101946006B1 (ko) * 2012-03-14 2019-02-08 삼성전자주식회사 전력 관리 칩 및 이를 포함하는 전력 관리 장치
US8779807B2 (en) * 2012-08-27 2014-07-15 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Method, system, and apparatus for efficiently driving a transistor with a booster in voltage supply
US20140077266A1 (en) * 2012-09-14 2014-03-20 Power Integrations, Inc. Heterostructure Transistor with Multiple Gate Dielectric Layers
CN103824845B (zh) * 2012-11-19 2017-08-29 台达电子工业股份有限公司 半导体装置
US9177925B2 (en) * 2013-04-18 2015-11-03 Fairfchild Semiconductor Corporation Apparatus related to an improved package including a semiconductor die
US9231565B2 (en) 2013-05-14 2016-01-05 Infineon Technologies Austria Ag Circuit with a plurality of bipolar transistors and method for controlling such a circuit
US10600903B2 (en) * 2013-09-20 2020-03-24 Cree, Inc. Semiconductor device including a power transistor device and bypass diode
WO2016028967A1 (en) 2014-08-20 2016-02-25 Navitas Semiconductor, Inc. Power transistor with distributed gate
US9401612B2 (en) 2014-09-16 2016-07-26 Navitas Semiconductor Inc. Pulsed level shift and inverter circuits for GaN devices

Also Published As

Publication number Publication date
US11296601B2 (en) 2022-04-05
US20160056817A1 (en) 2016-02-25
TW201620110A (zh) 2016-06-01
TW202015206A (zh) 2020-04-16
US20160056721A1 (en) 2016-02-25
US10587194B2 (en) 2020-03-10
TW201830641A (zh) 2018-08-16
WO2016028967A1 (en) 2016-02-25
CN106796930A (zh) 2017-05-31
TWI736050B (zh) 2021-08-11
US20200212804A1 (en) 2020-07-02
TWI682515B (zh) 2020-01-11
TWI627723B (zh) 2018-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9818686B2 (en) Semiconductor modules and methods of forming the same
US11296601B2 (en) Power transistor with distributed gate
TWI628780B (zh) 整合式位準移位器
US10418895B2 (en) Power module and power circuit
CN110739950B (zh) 功率晶体管控制信号门控
US9966945B2 (en) Semiconductor device
KR101998424B1 (ko) 반도체 모듈
CN107768355B (zh) 单侧功率装置封装体
CN102184914A (zh) 功率半导体模块和用于运行功率半导体模块的方法
US10630285B1 (en) Switching circuits having drain connected ferrite beads
WO2016149146A1 (en) Paralleling of switching devices for high power circuits
US11527456B2 (en) Power module with organic layers
CN109429529B (zh) 半导体装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant