[發(fā)明專利]線性間距分布固定電荷島SOI耐壓結(jié)構(gòu)及功率器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410564342.6
• 申請日: 2014-10-22
• 公開（公告）號: CN104269403B
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李海鷗;李琦;翟江輝;唐寧;蔣行國;李躍
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01L27/092
• 分類號: H01L27/092
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務(wù)所有限公司45107
• 代理人: 陳躍琳

1.一種線性間距分布固定電荷島SOI耐壓結(jié)構(gòu)，包括自下而上依次疊放的襯底層(8)、介質(zhì)埋層(9)和有源層(4)，其特征在于：還進一步包括多個濃度大于等于1×10¹³cm^-2的高濃度固定電荷區(qū)(10)；這些高濃度固定電荷區(qū)(10)由介質(zhì)材料形成，且電荷極性為正；這些高濃度固定電荷區(qū)(10)均位于介質(zhì)埋層(9)上部，且相互之間呈間斷設(shè)置；在橫向耐壓方向上，每2個高濃度固定電荷區(qū)(10)之間的間距呈線性遞減或遞增。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種線性間距分布固定電荷島SOI耐壓結(jié)構(gòu)，其特征在于：所有高濃度固定電荷區(qū)(10)的濃度均相等。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種線性間距分布固定電荷島SOI耐壓結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述高濃度固定電荷區(qū)(10)通過離子注入方式注入到介質(zhì)埋層(9)中，且注入的離子為銫正離子、鈉正離子、碘正離子、硼正離子和/或硅正離子。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種線性間距分布固定電荷島SOI耐壓結(jié)構(gòu)，其特征在于：所有高濃度固定電荷區(qū)(10)的高度均相等。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種線性間距分布固定電荷島SOI耐壓結(jié)構(gòu)，其特征在于：所有高濃度固定電荷區(qū)(10)的頂部至介質(zhì)埋層(9)上表面的距離相等。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種線性間距分布固定電荷島SOI耐壓結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述介質(zhì)埋層(9)上開有上下貫通襯底層(8)和有源層(4)的散熱硅窗口(15)。

7.具有權(quán)利要求1～6中任意一項所述的具有線性間距分布固定電荷島SOI耐壓結(jié)構(gòu)的SOI功率器件，其特征在于：包括自下而上依次疊放的襯底層(8)、介質(zhì)埋層(9)和有源層(4)；所述有源層(4)內(nèi)的兩側(cè)上邊角處設(shè)置有源區(qū)(2)、溝道區(qū)(7)和漏區(qū)(5)；源區(qū)(2)和溝道區(qū)(7)相貼，并同時設(shè)置在有源層(4)的一側(cè)上邊角處；漏區(qū)(5)則設(shè)置在有源層(4)的另一側(cè)上邊角處；有源層(4)的表面設(shè)有源極(1)、柵極(3)和漏極(6)；源極(1)覆于源區(qū)(2)的上方，柵極(3)同時覆于源區(qū)(2)和溝道區(qū)(7)的上方；漏極(6)覆于漏區(qū)(5)的上方；其特征在于：還進一步包括多個濃度大于等于1×10¹³cm^-2的高濃度固定電荷區(qū)(10)；這些高濃度固定電荷區(qū)(10)由介質(zhì)材料形成，且電荷極性為正；這些高濃度固定電荷區(qū)(10)均位于介質(zhì)埋層(9)上部，且相互之間呈間斷設(shè)置；在橫向耐壓方向即源極(1)至漏極(6)的方向上，每2個高濃度固定電荷區(qū)(10)之間的間距呈線性遞減或遞增。

8.具有權(quán)利要求1～6中任意一項所述的具有線性間距分布固定電荷島SOI耐壓結(jié)構(gòu)的SOI功率器件，其特征在于：包括自下而上依次疊放的襯底層(8)、介質(zhì)埋層(9)和有源層(4)；所述有源層(4)內(nèi)的兩側(cè)上邊角處設(shè)置有陰極電荷區(qū)(12)、溝道區(qū)(7)和陽極電荷區(qū)(13)；陰極電荷區(qū)(12)和溝道區(qū)(7)相貼，并同時設(shè)置在有源層(4)的一側(cè)上邊角處；陽極電荷區(qū)(13)則設(shè)置在有源層(4)的另一側(cè)上邊角處；有源層(4)的表面設(shè)有陰極(11)、柵極(3)和陽極(14)；陰極(11)覆于陰極電荷區(qū)(12)的上方，柵極(3)同時覆于陰極電荷區(qū)(12)和溝道區(qū)(7)的上方；陽極(14)覆于陽極電荷區(qū)(13)的上方；其特征在于：還進一步包括多個濃度大于等于1×10¹³cm^-2的高濃度固定電荷區(qū)(10)；這些高濃度固定電荷區(qū)(10)由介質(zhì)材料形成，且電荷極性為正；這些高濃度固定電荷區(qū)(10)均位于介質(zhì)埋層(9)上部，且相互之間呈間斷設(shè)置；在橫向耐壓方向即陽極(14)至陰極(11)的方向上，每2個高濃度固定電荷區(qū)(10)之間的間距呈線性遞減或遞增。

9.具有權(quán)利要求1～6中任意一項所述的具有線性間距分布固定電荷島SOI耐壓結(jié)構(gòu)的SOI功率器件，其特征在于：包括自下而上依次疊放的襯底層(8)、介質(zhì)埋層(9)和有源層(4)；所述有源層(4)內(nèi)的兩側(cè)上邊角處分別設(shè)置有陰極電荷區(qū)(12)和陽極電荷區(qū)(13)；有源層(4)的表面設(shè)有陰極(11)和陽極(14)；陰極(11)覆于陰極電荷區(qū)(12)的上方；陽極(14)覆于陽極電荷區(qū)(13)的上方；其特征在于：還進一步包括多個濃度大于等于1×10¹³cm^-2的高濃度固定電荷區(qū)(10)；這些高濃度固定電荷區(qū)(10)由介質(zhì)材料形成，且電荷極性為正；這些高濃度固定電荷區(qū)(10)均位于介質(zhì)埋層(9)上部，且相互之間呈間斷設(shè)置；在橫向耐壓方向即陽極(14)至陰極(11)的方向上，每2個高濃度固定電荷區(qū)(10)之間的間距呈線性遞減或遞增。