[發(fā)明專利]一種具有復(fù)合柵介質(zhì)的柵控晶閘管

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710708389.9
• 申請(qǐng)日: 2017-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107579114B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任敏;林育賜;何文靜;蘇志恒;李澤宏;張波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L29/745
• 分類號(hào): H01L29/745;H01L29/423;H01L29/51
• 代理公司: 成都點(diǎn)睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡;葛啟函

1.一種具有復(fù)合柵介質(zhì)的柵控晶閘管，從下至上依次層疊金屬化陽(yáng)極(301)、第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底(302)和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體外延層(303)；所述第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底(302)的底部與金屬化陽(yáng)極(301)連接；所述第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體外延層(303)內(nèi)部上表面兩側(cè)分別具有第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體阱區(qū)(304)；所述第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體阱區(qū)(304)內(nèi)具有第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體阱區(qū)(305)；所述第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體阱區(qū)(305)內(nèi)部上表面具有重?fù)诫s第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體區(qū)(306)；所述第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體阱區(qū)(305)和重?fù)诫s第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體區(qū)(306)均與位于第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體阱區(qū)(305)和重?fù)诫s第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體區(qū)(306)上表面的金屬化陰極(307)連接；所述第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體外延層(303)的上表面上方具有柵極結(jié)構(gòu)；所述柵極結(jié)構(gòu)位于兩側(cè)第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體阱區(qū)(305)之間；所述柵極結(jié)構(gòu)由第一介質(zhì)材料層(309)、第二介質(zhì)材料層(310)以及位于兩種介質(zhì)材料層上表面的柵電極(308)構(gòu)成；所述第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體外延層(303)、第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體阱區(qū)(304)、第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體阱區(qū)(305)和重?fù)诫s第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體區(qū)(306)均與柵極結(jié)構(gòu)相接觸，其特征在于：所述第一介質(zhì)材料層(309)與第二介質(zhì)材料層(310)直接接觸；所述第二介質(zhì)材料層(310)覆蓋在位于第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體阱區(qū)(304)和重?fù)诫s第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體區(qū)(306)之間的第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體阱區(qū)(305)的表面；所述第二介質(zhì)材料層(310)部分覆蓋于第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體阱區(qū)(304)表面和重?fù)诫s第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體區(qū)(306)的表面；所述第一介質(zhì)材料層(309)覆蓋在兩側(cè)第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體阱區(qū)(304)之間的第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體外延層(303)的表面；所述第一介質(zhì)材料層(309)部分覆蓋于第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體阱區(qū)(304)表面；第一介質(zhì)材料層(309)的厚度等于第二介質(zhì)材料層(310)的厚度，第一介質(zhì)材料層(309)的介電常數(shù)低于第二介質(zhì)材料層(310)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有復(fù)合柵介質(zhì)的柵控晶閘管，其特征在于：第一導(dǎo)電類型為P型，第二導(dǎo)電類型為N型；或者第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有復(fù)合柵介質(zhì)的柵控晶閘管，其特征在于：第一介質(zhì)材料層(309)采用二氧化硅，第二介質(zhì)材料層(310)采用具有更高介電常數(shù)的二氧化鉿。