[發(fā)明專利]一種雙柵電極的半導(dǎo)體器件其制造方法及應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410767494.6
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104465776B
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳海峰
• 申請（專利權(quán)）人: 西安郵電大學(xué)
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423;H01L21/336
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種雙柵電極的半導(dǎo)體器件的應(yīng)用方法，其特征在于：

所述雙柵電極的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)為，

襯底區(qū)（1）上右側(cè)設(shè)有漏摻雜區(qū)（3），溝道上襯底進(jìn)行表面處理而形成一層陷阱層（4），陷阱層（4）上設(shè)有一柵介質(zhì)絕緣層（5），柵介質(zhì)絕緣層（5）上有第一柵電極端金屬層（6）和第二柵電極端金屬層（7），第一柵電極端金屬層（6）和第二柵電極端金屬層（7）之間設(shè)有電極隔離絕緣區(qū)（10）；其中，第一柵電極端金屬層（6）遠(yuǎn)離漏摻雜區(qū)（3）端，第一柵電極端金屬層（6）長度占據(jù)溝道長度80%以上，漏摻雜區(qū)（3）上設(shè)有漏端電極金屬層（8），漏摻雜區(qū)（3）分別使用隔離氧化區(qū)（2）與旁邊區(qū)域隔離，在漏摻雜區(qū)（3）的隔離氧化區(qū)（2）另一側(cè)設(shè)有襯底電極處，其上為襯底電極金屬層（9）；其中, 第一柵電極端金屬層（6）引出的電極端為柵電極A, 第二柵電極端金屬層（7）引出的電極端為柵電極B；

所述雙柵電極的半導(dǎo)體器件的應(yīng)用方法為，

柵電極A 的作用為控制主要的陷阱層部分產(chǎn)生載流子，柵電極B 的作用為控制柵電極A 產(chǎn)生的載流子流向漏極的導(dǎo)電通道；具體為：

漏電壓施加一恒定正電壓V_D，目的是為了使得漏PN 結(jié)反偏；當(dāng)柵電極A 的電壓V_GA 其電壓值處于平帶電壓和閾值電壓之間，則柵電極A 下對應(yīng)的溝道區(qū)L_A 區(qū)處于耗盡狀態(tài)；且V_GA 小于V_D；

當(dāng)柵電極B 電壓V_GB 設(shè)置為V_GB=V_GA，此時柵電極B 與漏端之間的電壓差即為：V_GB-V_D；由于V_GB=V_GA，因此V_GB 小于V_D，于是柵電極B 與漏端之間的電壓差為負(fù)值，這一較強(qiáng)的負(fù)的柵漏電壓差值的設(shè)定不會引發(fā)空穴注入柵介質(zhì)中；于是這一較強(qiáng)的負(fù)的柵漏電壓差使得柵電極B下對應(yīng)的溝道區(qū)L_B 區(qū)的襯底界面的能帶向上彎曲，這導(dǎo)致溝道區(qū)L_B 區(qū)處于積累狀態(tài)，從而使得柵電極B 下的界面處富含空穴，這些空穴立即占據(jù)了柵電極B 下的陷阱層，屏蔽了這些陷阱的產(chǎn)生作用，繼而使得了溝道區(qū)L_A 區(qū)中基于陷阱產(chǎn)生機(jī)制形成的電子輸運(yùn)被截?cái)啵挥谑锹┒藳]有輸出電流，即漏端在這種柵電極B 的電壓設(shè)置下無輸出電流；

當(dāng)柵電極B 電壓V_GB 設(shè)置大于V_D，此時柵電極B 與漏端之間的電壓差（V_GB-V_D）為正值，這導(dǎo)致了柵電極B 下的溝道區(qū)L_B 區(qū)也處于耗盡狀態(tài)，于是整個溝道都處于耗盡狀態(tài)，柵電極A 下溝道區(qū)L_A 區(qū)中陷阱產(chǎn)生機(jī)制形成的電流順利通過溝道區(qū)L_B 區(qū)流向漏端成為輸出電流，即漏端在這種條件下有輸出電流。

2.根據(jù)權(quán)利要求1 所述雙柵電極的半導(dǎo)體器件的應(yīng)用方法，其特征在于，所述襯底區(qū)（1）為P 型襯底。

3.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的雙柵電極的半導(dǎo)體器件的應(yīng)用方法，其特征在于，所述襯底區(qū)（1）為N 型襯底。