CN117199137A - 一种具有脉冲功率放大器的场效应晶体管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有脉冲功率放大器的场效应晶体管，包括绝缘衬底、导电沟道层、源电极、栅电极和漏电极，导电沟道层设置在绝缘衬底的上表面，导电沟道层的上表面设置有绝缘保护层，绝缘保护层内部的一侧设置有第一N型区，且绝缘保护层内部的另一侧设置有第二N型区，源电极覆盖在第一N型区的上表面，漏电极覆盖在第二N型区的上表面，栅电极设置在绝缘保护层表面的中心位置处，绝缘衬底的内部设置有信号放大区，且信号放大区的内部设置有脉冲功率放大器模块。本发明可以增加输出功率、增加信号的幅度，可以实现高效、稳定和可靠的脉冲信号放大，可以满足特定应用的需求。
Description
技术领域
本发明涉及场效应晶体管技术领域，具体为一种具有脉冲功率放大器的场效应晶体管。
背景技术
场效应晶体管是一种类型的晶体管，使用一个电场来控制的流动电流在半导体，场效应晶体管是具有三个端子的器件：源极、栅极和漏极，FET通过向栅极施加电压来控制电流的流动，从而改变漏极和源极之间的电导率。
公号CN210866187U的中国专利公开了一种场效应晶体管，包括衬底、导电沟道、源电极、漏电极、三氧化二铝栅介质层和栅电极，所述衬底上设有介质层，所述导电沟道设于介质层上，所述源电极和漏电极分别位于导电沟道的两侧，源电极、漏电极和裸露的导电沟道表面覆盖一层种子层，所述栅介质层设于种子层上，所述栅电极设于栅介质层上。所述导电沟道为二维材料导电沟道。所述衬底为高阻本征硅衬底。所述介质层为二氧化硅介质层。本申请在器件表面采用ALD沉积高K介质Al2O3作为顶栅介质层。
公号CN206003780U的中国专利公开了一种MOS晶体管，在本发明的MOS晶体管中，在源极与漏极之间的栅极下方的特定位置设置一掺杂区，固定了掺杂位置之后，MOS晶体管性能不再出现沟道区随机掺杂时所带来的波动性，使得MOS晶体管的性能更加稳定。
上述的场效应晶体管，虽然简化了工艺步骤，减小了工艺对二维材料导电沟道的损伤，而且在不改变顶栅介质层功能的同时减小了栅介质层的厚度，提高了器件性能；虽然晶体管性能不再出现沟道区随机掺杂时所带来的波动性，使得MOS晶体管的性能更加稳定，但是场效应晶体管输出的信号的幅度有限,信号功率较弱，难以满足特定应用的需求，因此有待改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有脉冲功率放大器的场效应晶体管，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有脉冲功率放大器的场效应晶体管，包括绝缘衬底、导电沟道层、源电极、栅电极和漏电极，所述导电沟道层设置在绝缘衬底的上表面，所述导电沟道层的上表面设置有绝缘保护层，所述绝缘保护层内部的一侧设置有第一N型区，且所述绝缘保护层内部的另一侧设置有第二N型区，所述源电极覆盖在第一N型区的上表面，所述漏电极覆盖在第二N型区的上表面，所述第一N型区和第二N型区的外侧皆设置有耗尽层，所述栅电极设置在绝缘保护层表面的中心位置处，所述绝缘衬底的内部设置有信号放大区，且所述信号放大区的内部设置有脉冲功率放大器模块，所述绝缘衬底的下表面设置有衬底层。
优选的，所述绝缘衬底为P型半导体材料。
优选的，所述绝缘衬底、导电沟道层、绝缘保护层的外侧封装有封装保护层，对场效应晶体管起到了很好的保护作用。
优选的，所述导电沟道层的表面设置有表面沟道。
优选的，所述绝缘保护层为二氧化硅材料。
优选的，所述栅电极的外表面设置有P型氧化镍薄膜层，对栅电极起到保护的作用。
优选的，所述栅电极的下表面设置有栅绝缘层，具有绝缘的作用。
优选的，所述栅绝缘层为二氧化硅材料。
优选的，所述封装保护层为氧化镓薄膜层。
优选的，所述表面沟道为石墨烯材质，具有非常优异的电学、热学和力学性质，对于场效应晶体管的信号具有隐含的放大作用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该具有脉冲功率放大器的场效应晶体管可以增加输出功率、增加信号的幅度，可以实现高效、稳定和可靠的脉冲信号放大，可以满足特定应用的需求；
该场效应晶体管主要由绝缘衬底、导电沟道层、绝缘保护层、第一N型区、源电极、第二N型区、漏电极、栅电极构成，由于绝缘衬底的内部设有信号放大区,信号放大区的内部设有脉冲功率放大器模块，脉冲功率放大器模块可以将低电压、低电流的信号放大为高电压、高电流的信号,从而增加输出功率，可以增加信号的幅度，通过适当的功率放大器选择和优化,可以实现高效、稳定和可靠的脉冲信号放大，从而可以满足特定应用的需求，其次，导电沟道层表面的表面沟道为石墨烯材质，其具有非常优异的电学、热学和力学性质，对于场效应晶体管的信号具有隐含的放大作用。
附图说明
图1为本发明的主视结构示意图；
图2为本发明的图1中A处放大结构示意图；
图3为本发明的侧视结构示意图；
图4为本发明的剖视结构示意图；
图5为本发明的脉冲功率放大器模块立体放大结构示意图；
图6为本发明的导电沟道层局部放大结构示意图。
图中：1、绝缘衬底；2、导电沟道层；3、第一N型区；4、源电极；5、绝缘保护层；6、栅电极；7、栅绝缘层；8、第二N型区；9、漏电极；10、耗尽层；11、封装保护层；12、衬底层；13、信号放大区；14、脉冲功率放大器模块；15、P型氧化镍薄膜层；16、表面沟道。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供的一种实施例：一种具有脉冲功率放大器的场效应晶体管，包括绝缘衬底1、导电沟道层2、源电极4、栅电极6和漏电极9，导电沟道层2设置在绝缘衬底1的上表面，导电沟道层2的上表面设置有绝缘保护层5，绝缘保护层5内部的一侧设置有第一N型区3，且绝缘保护层5内部的另一侧设置有第二N型区8，源电极4覆盖在第一N型区3的上表面，漏电极9覆盖在第二N型区8的上表面，第一N型区3和第二N型区8的外侧皆设置有耗尽层10，栅电极6设置在绝缘保护层5表面的中心位置处；
绝缘衬底1的内部设置有信号放大区13，且信号放大区13的内部设置有脉冲功率放大器模块14，绝缘衬底1的下表面设置有衬底层12；
绝缘衬底1为P型半导体材料；
绝缘衬底1、导电沟道层2、绝缘保护层5的外侧封装有封装保护层11，对场效应晶体管起到了很好的保护作用；
导电沟道层2的表面设置有表面沟道16；
绝缘保护层5为二氧化硅材料；
栅电极6的外表面设置有P型氧化镍薄膜层15，对栅电极6起到了很好的保护作用；
栅电极6的下表面设置有栅绝缘层7，具有绝缘的作用；
栅绝缘层7为二氧化硅材料；
封装保护层11为氧化镓薄膜层；
表面沟道16为石墨烯材质，具有非常优异的电学、热学和力学性质，对于场效应晶体管的信号具有隐含的放大作用。
本申请实施例在使用时：首先，该场效应晶体管主要由绝缘衬底1、导电沟道层2、绝缘保护层5、第一N型区3、源电极4、第二N型区8、漏电极9、栅电极6构成，由于绝缘衬底1的内部设有信号放大区13,信号放大区13的内部设有脉冲功率放大器模块14，脉冲功率放大器模块14可以将低电压、低电流的信号放大为高电压、高电流的信号,从而增加输出功率，可以增加信号的幅度，通过适当的功率放大器选择和优化,可以实现高效、稳定和可靠的脉冲信号放大，从而可以满足特定应用的需求，其次，导电沟道层2表面的表面沟道16为石墨烯材质，其具有非常优异的电学、热学和力学性质，对于场效应晶体管的信号具有隐含的放大作用，然后，场效应晶体管外侧的封装保护层11为氧化镓薄膜层，对场效应晶体管起到了很好的保护作用，栅电极6的外表面设置的P型氧化镍薄膜层15对栅电极6起到保护的作用。
显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有脉冲功率放大器的场效应晶体管，其特征在于，包括绝缘衬底(1)、导电沟道层(2)、源电极(4)、栅电极(6)和漏电极(9)，所述导电沟道层(2)设置在绝缘衬底(1)的上表面，所述导电沟道层(2)的上表面设置有绝缘保护层(5)，所述绝缘保护层(5)内部的一侧设置有第一N型区(3)，且所述绝缘保护层(5)内部的另一侧设置有第二N型区(8)，所述源电极(4)覆盖在第一N型区(3)的上表面，所述漏电极(9)覆盖在第二N型区(8)的上表面，所述第一N型区(3)和第二N型区(8)的外侧皆设置有耗尽层(10)，所述栅电极(6)设置在绝缘保护层(5)表面的中心位置处，所述绝缘衬底(1)的内部设置有信号放大区(13)，且所述信号放大区(13)的内部设置有脉冲功率放大器模块(14)，所述绝缘衬底(1)的下表面设置有衬底层(12)。
2.根据权利要求1所述的一种具有脉冲功率放大器的场效应晶体管，其特征在于：所述绝缘衬底(1)为P型半导体材料。
3.根据权利要求1所述的一种具有脉冲功率放大器的场效应晶体管，其特征在于：所述绝缘衬底(1)、导电沟道层(2)、绝缘保护层(5)的外侧封装有封装保护层(11)。
4.根据权利要求1所述的一种具有脉冲功率放大器的场效应晶体管，其特征在于：所述导电沟道层(2)的表面设置有表面沟道(16)。
5.根据权利要求1所述的一种具有脉冲功率放大器的场效应晶体管，其特征在于：所述绝缘保护层(5)为二氧化硅材料。
6.根据权利要求1所述的一种具有脉冲功率放大器的场效应晶体管，其特征在于：所述栅电极(6)的外表面设置有P型氧化镍薄膜层(15)。
7.根据权利要求1所述的一种具有脉冲功率放大器的场效应晶体管，其特征在于：所述栅电极(6)的下表面设置有栅绝缘层(7)。
8.根据权利要求7所述的一种具有脉冲功率放大器的场效应晶体管，其特征在于：所述栅绝缘层(7)为二氧化硅材料。
9.根据权利要求3所述的一种具有脉冲功率放大器的场效应晶体管，其特征在于：所述封装保护层(11)为氧化镓薄膜层。
10.根据权利要求4所述的一种具有脉冲功率放大器的场效应晶体管，其特征在于：所述表面沟道(16)为石墨烯材质。
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