ترانزستور عالي الحركة لإلكترونيات القدرة
العنوان الرسمي للبراءة
ترانزستور عالي قابلية الحركة بطبقة وسيطة من AlGaN
العنوان الإنجليزي: High mobility transistor with algan buffer layer
الاختراع
الاختراع
المشكلة
تواجه ترانزستورات الحركة الإلكترونية العالية قيوداً مستمرة في حركة وكثافة غاز الإلكترونات ثنائي الأبعاد، والتحكم الكهربائي، وتبديد الحرارة، والموثوقية، وتعقيد تصنيع البنى غير المتجانسة المتقدمة.
أهميتها
يمكن لتحسين ضبط الإجهاد ومحاذاة نطاقات الطاقة ومنطقة القناة أن يدعم أبحاث الأجهزة عالية القدرة أو التردد، لكن السلوك الكهربائي والحراري المطالب به يحتاج إلى تصنيع وقياس مستقلين.
النهج
يرص الجهاز طبقتي تنوية من InN وAlN، وطبقة وسيطة من AlGaN، وقناة GaN، وطبقة ثنائية الأبعاد من MoS2، وطبقة AlGaN ثانية، وغطاء p-GaN، وبوابة بلاتينية فوق ركيزة SiC.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات المستفيدة المحتملة مطوري أجهزة القدرة من GaN، وباحثي أشباه الموصلات للترددات الراديوية، ومسابك أشباه الموصلات المركبة، وموردي معدات النمو الفوقي والأغشية الرقيقة، ومختبرات البنى غير المتجانسة ثنائية الأبعاد المهندسة بالإجهاد.
القيمة المحتملة
توفر البراءة بنية HEMT متعددة الطبقات وتسلسلاً تفصيلياً للتصنيع يدمج طبقة MoS2 مستجيبة للإجهاد مع منطقتين من AlGaN ومكدس بوابة p-GaN موجه للتشغيل المغلق طبيعياً.
الخلفية
الخلفية
تستخدم ترانزستورات HEMT غاز إلكترونات ثنائي الأبعاد محصوراً عند وصلة غير متجانسة لدعم التشغيل عالي التردد والقدرة. ويوفر GaN وAlGaN فجوات طاقة واسعة وتأثيرات استقطاب وخصائص مناسبة للمجالات العالية، لكن المصممين ما زالوا يسعون إلى حركة وكثافة أعلى في القناة وضبط أفضل للعتبة وإدارة حرارية وموثوقية. وتحد مطابقة الشبكة ومحاذاة النطاقات من البنى التقليدية، وقد تزيد المواد أو التعديلات الإضافية تعقيد العملية. ويقدم الإفصاح مكدساً متعدد الطبقات لهندسة الإجهاد وفجوة الطاقة.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
تضع البنية فوق ركيزة SiC طبقتي تنوية من InN وAlN بسماكة تقارب 5 نانومتر لكل منهما، وطبقة AlGaN أولى تحتوي نحو 51% ألومنيوم، وقناة GaN، وقطبي مصدر ومصرف من الألومنيوم، وطبقة MoS2 ثنائية الأبعاد بسماكة تقارب 2 نانومتر. ويكمل المكدس طبقة AlGaN ثانية وغطاء GaN من النوع p وبوابة بلاتينية. وتحدد الطريقة الترذيذ والترسيب الكيميائي للبخار والأبعاد والمسافات والتطعيم، بينما تحتاج قيم التشغيل المطالب بها إلى تأكيد مستقل.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- أبحاث محتملة لترانزستورات عالية التردد في أنظمة الترددات الراديوية.
- تطوير محتمل لأجهزة تبديل عالية القدرة بعد تحقق كامل.
- دراسة محتملة لبنى MoS2/GaN غير المتجانسة القابلة لضبط الإجهاد.
- أبحاث محتملة لدمج عمليات أشباه الموصلات المركبة.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يدمج MoS2 ثنائي الأبعاد داخل مكدس HEMT من النتريدات.
- يستخدم منطقتين من AlGaN مع قناة GaN وغطاء p-GaN.
- يحدد سماكات الطبقات وأبعادها الجانبية وموضع البوابة.
- يوفر تسلسلاً مقابلاً للترذيذ والترسيب.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
منشور براءة اختراع يتضمن بنية جهاز وطريقة تصنيع موصوفتين؛ لم يثبت التحقق المستقل أو التسويق التجاري.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
قد تهم البنية برامج أجهزة القدرة والترددات الراديوية من GaN أو مسابك أشباه الموصلات المركبة. ويتطلب التقدم تكرارية التصنيع، وتوصيف الواجهات والعيوب، ومقاومة التلامس، وثبات العتبة، والانهيار وموثوقية البوابة، وقياس الحركة والتيار، والمقاومة الحرارية، ومؤشرات التبديل والتردد، ومردود الرقاقات، والتغليف، وتوافق العمليات، واختبار العمر، ومقارنة التكلفة مع ترانزستورات GaN القائمة.
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
- HEMT
- طبقة AlGaN وسيطة
- قناة GaN
- MoS2
- p-GaN
- كربيد السيليكون
- هندسة الإجهاد
- إلكترونيات القدرة
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.