[發明專利]基于III族氮化物材料的凹槽柵極結構的IGBT

在審

• 申請號: 201310171111.4
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN103311288A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 房玉龍;馮志紅;尹甲運;王元剛;盛百城;敦少博;呂元杰;宋旭波;邢東
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十三研究所
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/423;H01L29/201
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 米文智

1.一種基于III族氮化物材料的凹槽柵極結構的IGBT，其特征在于自上而下依次包括蓋帽層（1）、勢壘層（2）、溝道層（3）、阻擋層（4）、耐壓層（5）和集電層（8），還包括發射極（6）、集電極（9）和凹槽柵極（7）；所述發射極（6）位于蓋帽層（1）之上，所述集電極（9）位于集電層（8）之下；將所述凹槽柵極（7）延伸到蓋帽層（1）及其以下的部分稱為柵根；所述柵根的深度不小于蓋帽層（1）、勢壘層（2）、溝道層（3）和阻擋層（4）的深度之和；所述阻擋層（4）為In_xAl_yGa_1-x-yN（0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1）。

2.根據權利要求1所述的基于III族氮化物材料的凹槽柵極結構的IGBT，其特征在于所述阻擋層（4）的厚度大于等于1nm，并且小于等于10um。

3.根據權利要求1所述的基于III族氮化物材料的凹槽柵極結構的IGBT，其特征在于所述阻擋層（4）的摻雜方式為Fe摻雜或C摻雜。

4.根據權利要求1所述的基于III族氮化物材料的凹槽柵極結構的IGBT，其特征在于所述集電層（8）為In_xAl_yGa_1-x-yN（0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1），p型摻雜濃度為1E+17cm^-3到1E+21cm^-3之間，厚度在1nm到10μm之間。

5.根據權利要求1或2或3或4所述的基于III族氮化物材料的凹槽柵極結構的IGBT，其特征在于所述柵根的縱截面形狀為矩形或者U型或者倒三角型或者倒梯形。

6.根據權利要求1或2或3或4所述的基于III族氮化物材料的凹槽柵極結構的IGBT，其特征在于在所述耐壓層（5）與集電層（8）之間還設有緩沖層（10）。

7.根據權利要求1或2或3或4所述的基于III族氮化物材料的凹槽柵極結構的IGBT，其特征在于所述耐壓層（5）為GaN，摻雜濃度為1E+17cm^-3到1E+20?cm^-3之間，厚度在1nm到10μm之間。

8.根據權利要求1或2或3或4所述的基于III族氮化物材料的凹槽柵極結構的IGBT，其特征在于所述蓋帽層（1）為GaN、AlN、Al_xGa_1-xN（0＜x＜1）、SiN、Al₂O₃中的一種。

9.根據權利要求1或2或3或4所述的基于III族氮化物材料的凹槽柵極結構的IGBT，其特征在于所述勢壘層（2）為In_xAl_yGa_1-x-yN（0＜x＜1，0＜y≤1，0＜x+y≤1），厚度為1nm到50nm之間。