ترانزستور HEMT بحاجز MoS2 لإلكترونيات الترددات الراديوية
العنوان الرسمي للبراءة
ترانزستور عالي حركية الإلكترونات (HEMT) من P-GaN بحاجز ثنائي الأبعاد قائم على MOS2
العنوان الإنجليزي: P-GaN high electron mobility transistor (HEMT) with MOS2-based 2D barrier
الاختراع
الاختراع
المشكلة
يجب أن يوازن تطوير HEMT بين حركية الإلكترونات وكثافة الحوامل والتحكم في جهد العتبة وتبديد الحرارة والموثوقية وقابلية التصنيع مع ارتفاع متطلبات القدرة والتردد.
أهميتها
يمكن لترانزستورات فجوة الطاقة الواسعة ذات التحكم الأفضل أن توسع خيارات تصميم التبديل السريع وإلكترونيات التردد اللاسلكي والرادار وتحويل القدرة.
النهج
يدخل الجهاز طبقة MoS2 ثنائية الأبعاد في مكدس HEMT من p-GaN/AlGaN/GaN على SiC، ويستخدم ضبط فجوة الطاقة المعتمد على الإجهاد مع طبقات تنوية وعازلة وقناة وتلامس وغطاء محددة.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات المستفيدة المحتملة مصنّعي أشباه موصلات القدرة، ومطوري أجهزة التردد اللاسلكي والميكروويف، وشركات الاتصالات اللاسلكية والرادار، ومسابك أشباه الموصلات، وباحثي مواد فجوة الطاقة الواسعة.
القيمة المحتملة
توفر البراءة مكدس طبقات p-GaN HEMT كامل الأبعاد يجمع SiC وInN وAlN وAlGaN وGaN وحاجز MoS2 بسماكة 2 نانومتر مع بوابة بلاتينية.
الخلفية
الخلفية
تستخدم ترانزستورات GaN HEMT غاز إلكترونات ثنائي الأبعاد عند وصلة غير متجانسة لدعم التشغيل عالي التردد والقدرة. ويعتمد أداؤها على الحركية وكثافة الحوامل وجهد العتبة والسلوك الحراري والموثوقية. وقد تواجه البنى غير المتجانسة التقليدية III–V قيود مطابقة الشبكة ومحاذاة الحزم، بينما قد تعقد التعديلات البنيوية التصنيع. تضيف البراءة طبقة MoS2 ثنائية الأبعاد إلى p-GaN HEMT على كربيد السيليكون وتستخدم الإجهاد الضاغط أو الشاد لتغيير فجوة طاقة MoS2. وتعطي الأدلة المسندة مقاييس جهاز مطالباً بها لكنها لا تميز بوضوح بين القياسات الفيزيائية والنمذجة.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
على ركيزة SiC بسماكة 1.99 ميكرومتر، يستخدم المكدس المبيّن طبقتي تنوية InN وAlN بسماكة 5 نانومتر لكل منهما، وطبقة عازلة AlGaN بسماكة 2.64 ميكرومتر، وقناة GaN بسماكة 34 نانومتراً، وملامسي مصدر ومصرف من الألومنيوم، وطبقة MoS2 بسماكة 2 نانومتر، وطبقة AlGaN ثانية بسماكة 14.7 نانومتراً، وغطاء p-GaN بسماكة 60 نانومتراً، وبوابة بلاتينية. يُرسّب InN بالرش المهبطي التفاعلي بالتيار المستمر وAlN بالترسيب الكيميائي من البخار. وتوفر المطالبات نطاقات للاستجابة للإجهاد والخصائص الكهربائية والحرارية والتيار والمقاومة والعتبة والقدرة والجهد.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- استخدام محتمل في إلكترونيات التردد اللاسلكي والميكروويف عالية التردد.
- استخدام محتمل في أجهزة تبديل القدرة وتحويلها.
- استخدام محتمل في أبحاث عتاد الاتصالات اللاسلكية والرادار.
- استخدام محتمل كمنصة لأجهزة ثنائية الأبعاد/نتريدات المجموعة الثالثة قابلة للضبط بالإجهاد.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يضيف طبقة MoS2 ثنائية الأبعاد للتحكم في فجوة الطاقة اعتماداً على الإجهاد.
- يستخدم ركيزة SiC وبنية HEMT متعددة الطبقات من نتريدات المجموعة الثالثة.
- يحدد أبعاد الطبقات وتباعد الملامسات بمقاييس نانومترية وميكرومترية.
- يوفر تسلسل تصنيع يستخدم الرش المهبطي والترسيب الكيميائي من البخار.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
منشور براءة اختراع يصف بنية جهاز وتسلسل تصنيع؛ لم تثبت حالة النموذج الفيزيائي أو التحقق الكهربائي المستقل أو التسويق التجاري.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
قد تهم البنية مسابك فجوة الطاقة الواسعة ومطوري أجهزة التردد اللاسلكي أو القدرة عبر شراكات النمذجة أو دمج العمليات أو النماذج الأولية. وينبغي أولاً تأكيد ما إذا كانت المقاييس المطالب بها محاكاة أم مقاسة، ثم معالجة جودة النمو الفوقي، ونقل أو ترسيب MoS2، وعيوب الواجهات، وتجانس الرقاقة، والدورات الحرارية، والموثوقية، وتسرب البوابة، والمردود، والتغليف، والتوافق مع المسبك.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- H10D30/67أجهزة أشباه الموصلات الكهربائية غير العضوية
- H10D30/01أجهزة أشباه الموصلات الكهربائية غير العضوية
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- H10D30/015أجهزة أشباه الموصلات الكهربائية غير العضوية
- H10D30/475أجهزة أشباه الموصلات الكهربائية غير العضوية
- H10D30/4755أجهزة أشباه الموصلات الكهربائية غير العضوية
- H10D30/6738أجهزة أشباه الموصلات الكهربائية غير العضوية
- H10D30/675أجهزة أشباه الموصلات الكهربائية غير العضوية
- H10D62/343أجهزة أشباه الموصلات الكهربائية غير العضوية
- H10D62/357أجهزة أشباه الموصلات الكهربائية غير العضوية
- H10D62/82أجهزة أشباه الموصلات الكهربائية غير العضوية
- H10D62/85أجهزة أشباه الموصلات الكهربائية غير العضوية
- H10D62/8503أجهزة أشباه الموصلات الكهربائية غير العضوية
- H10D62/883أجهزة أشباه الموصلات الكهربائية غير العضوية
- H10D64/0124أجهزة أشباه الموصلات الكهربائية غير العضوية
- H10D64/62أجهزة أشباه الموصلات الكهربائية غير العضوية
- H10D64/64أجهزة أشباه الموصلات الكهربائية غير العضوية
- H10D64/256أجهزة أشباه الموصلات الكهربائية غير العضوية
المخترعون
المخترعون
- المخترع الأولغادة أحمد خوقير
- مخترعأريهانت راج سيدهارث
- مخترعجوراف جاياسوال
- مخترعراهول شارما
- مخترعيوجيتا شارما
- مخترعبريا كوشال
- مخترعجارجي خانا
- مخترعتهاني الربدي
- مخترععبدالله بن ناصر العضيب
الكلمات المفتاحية
الكلمات المفتاحية
- p-GaN HEMT
- MoS2
- حاجز ثنائي الأبعاد
- كربيد السيليكون
- AlGaN
- ضبط فجوة الطاقة
- إلكترونيات قدرة
- ترانزستور تردد لاسلكي
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.