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专利号: 2018104052446
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-24
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种利用全固态电池实现的增强型III-V HEMT器件,在衬底(1)上依次形成第二半导体层(2)和第一半导体层(3)并在所述第二半导体层(2)和第一半导体层(3)之间形成异质结构;源电极(5)和漏电极(6)通过形成于该异质结构中的二维电子气电连接;栅电极(12)用于控制所述异质结构中二维电子气的导通或断开;其特征在于,还包括设置在所述源电极(5)和栅电极(12)之间的全固态电池,所述全固态电池由至少1组电池单元串联或串并联构成,用于使异质结构相应区域中二维电子气耗尽。

2.根据权利要求1所述的利用全固态电池实现的增强型III-V HEMT器件,其特征在于,还包括阴极相连的二极管对(13、14),所述全固态电池的正极集流体(7)与所述源电极(5)电连接,所述全固态电池的负极集流体(11)经该由二极管对(13、14)与所述栅电极(12)电连接。

3.根据权利要求1或2所述的利用全固态电池实现的增强型III-V HEMT器件,其特征在于,所述全固态电池在所述栅电极(12)和源电极(5)之间形成一个负电势,以耗尽栅电极(5)附近沟道中的二维电子气。

4.根据权利要求1或2所述的利用全固态电池实现的增强型III-V HEMT器件,其特征在于,所述全固态电池由至少1组电池单元串联或串并联构成,所述电池单元为多层薄膜结构,至少包括正极集流体(7)、正极薄膜材料层(8)、全固态电解质(9)、负极薄膜材料层(10)及负极集流体(11)。

5.根据权利要求1或2所述的利用全固态电池实现的增强型III-V HEMT器件,其特征在于,所述全固态电池的正极集流体(7)与所述异质结构之间还设置绝缘隔离层(4)。

6.根据权利要求5所述的利用全固态电池实现的增强型III-V HEMT器件,其特征在于,所述绝缘隔离层(4)为单层SiO2、AlON、Si3N4、SiON绝缘体、六方氮化硼绝缘二维材料,或者由上述材料组成的多层结构。

7.根据权利要求4所述的利用全固态电池实现的增强型III-V HEMT器件,其特征在于,所述全固态电池的正极集流体(7)为金属或者合金;所述正极薄膜材料层(8)为锂金属氧化物、金属硫化物或钒化物;所述全固态电解质(9)为无机固态电解质、无机有机复合固态电解质或固态化聚合物电解质中的任一种;所述负极薄膜材料层(10)为氮化物、氧化物、锂金属或复合材料。

8.根据权利要求1或2所述的利用全固态电池实现的增强型III-V HEMT器件,其特征在于,所述第一半导体层(3)为GaN、AlN、AlxGa1-xN、InxAl1-xN、InxAlyGa1-x-yN、InxAl1-xAs、InxGa1-xAs、AlxGa1-xAs或InxAl1-xSb材料中的任意一种材料形成的层状结构或任意两种以上材料组合形成的层叠结构,其中,0≤x<1,0≤y<1,x+y=1。

9.根据权利要求1或2所述的利用全固态电池实现的增强型III-V HEMT器件,其特征在于,所述第二半导体层(2)为GaN、AlN、AlxGa1-xN、InxAl1-xN、InxAlyGa1-x-yN、InxAl1-xAs、InxGa1-xAs、AlxGa1-xAs或InP材料中的任意一种材料形成的层状结构或任意两种以上材料或其组合形成的层叠结构,其中,0≤x<1,0≤y<1,x+y=1。

10.根据权利要求1或2所述的利用全固态电池实现的增强型III-V HEMT器件,其特征在于,所述全固态电池的正极集流体(7)与所述源电极(5)之间以及所述全固态电池的负极集流体(11)、二极管对(13、14)与所述栅电极(12)之间采用引线键合技术实现电连接。