【专利解密】英诺赛科为氮化镓快充再添“中国芯”

【嘉德点评】英诺赛科的该项发明,通过改变栅极结构,设置曲面子栅极的宽度大于第一子栅极以及第二子栅极的宽度,能够增大栅极曲面部分的耐压能力,可以有效提高氮化镓功率器件栅极的曲面部分耐硬击穿能力。而且这种方法制作工艺简单,成本也相对较低。

集微网消息,近日知名3C配件品牌ROCK(洛克)发布了首款内置“中国芯”氮化镓快充充电器,引起业内人士广泛关注。而此款充电器的核心器件正是采用了英诺赛科的氮化镓功率芯片。

集成功率器件与智能控制单元、基于片上系统解决方案的智能功率芯片技术成为未来功率系统的最佳选择。然而,普通的硅功率器件的功效、开关速度以及最高工作温度已经无能再进一步有效提高,使得宽禁带半导体氮化镓成为应用于功率器件的理想代替材料。相对于一般功率器件,氮化镓功率器件具有更高的开关速度,更高的阻断电压,更低的导通损耗,以及更高的工作温度等优点。

图1 常见氮化镓功率器件的结构示意图

图1为现有技术中一种常见的氮化镓功率器件的结构示意图,由图可知,现有氮化镓功率器件中,栅极的曲面部分(栅极尾部)相对于栅极G的直线部分的电场分布更为集中,电场强度较大,使得曲面部分的栅极G容易发生硬击穿的问题。

为此,英诺赛科申请了一项名为“一种氮化镓功率器件及其制作方法”的发明专利(申请号:201710083258.6),申请人为英诺赛科(珠海)科技有限公司。

此发明提供了一种氮化镓功率器件及其制作方法,能够有效提高氮化镓功率器件栅极的曲面部分耐硬击穿的能力

图2

图2(左)为此专利提出的一种氮化镓功率器件的电极结构的俯视图,图2(右)为图2(左)中功率器件单元的局部放大图。氮化镓功率器件主要包括:基底和设置在基底上的多个功率器件单元20。其中,功率器件单元20具有栅极G、源极S以及漏极D。

从右图可以看到,栅极G包括三个子栅极,其中G1与G2互相平行,并通过G3相连。漏极D位于第一子栅极G1与第二子栅极G2之间,而且曲面子栅极G3的宽度K1大于G1和G2的宽度K2。

为了有效防止栅极G的曲面子栅极G3出现硬击穿的问题,可以把曲面子栅极G3的宽度设置成大于或等于第一子栅极G1的宽度的1 .1倍,且小于或等于第一子栅极G1的宽度的3倍,即1 .1K2≤K1≤3K2。这样曲面子栅极G3的耐硬击穿性能较好,且线宽较小,便于电极布局。

另外,为了便于图示清楚氮化镓功率器件的电极结构,在图2中仅示出了氮化镓功率器件的电极结构示意图,并未显示出基底、外围走线以及焊盘等其他结构。

英诺赛科的此项发明,通过改变栅极结构,设置曲面子栅极的宽度大于第一子栅极以及第二子栅极的宽度,能够增大栅极曲面部分的耐压能力,可以有效提高氮化镓功率器件栅极的曲面部分耐硬击穿能力。而且这种方法制作工艺简单,成本也相对较低。

在快充电源的更新迭代中,氮化镓功率器件凭借其高频低阻、高导热、耐高温等特性,越来越被行业关注,并逐渐成为了消费类电源市场的全新发展方向。而英诺赛科作为全球硅基氮化镓功率芯片的三大供应商之一,无疑会在未来市场竞争中大展身手,再创辉煌。

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(校对/holly)

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