[發明專利]一種具有多環電場調制襯底的寬帶隙半導體橫向超結雙擴散晶體管

有效

• 申請號: 201710812424.1
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN107768424B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 段寶興;楊銀堂;董自明
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/78
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 胡樂

1.一種具有多環電場調制襯底的寬帶隙半導體橫向超結雙擴散晶體管，包括：

半導體材料的襯底；

在襯底表面形成的基區；

在襯底表面注入N柱和P柱相間排列形成的超結(Super Junction)漂移區，與所述基區鄰接；

在所述基區表面形成的源區；

在所述超結漂移區表面形成的漏區；

其特征在于：

所述襯底的材料是寬帶隙半導體材料；超結漂移區下方鄰接的襯底區域設置為多環電場調制結構；所述多環電場調制結構與超結漂移區的寬度相當，是以靠近漏區的一端為中心，向靠近基區的一端擴展形成多環；每個環的徑向寬度占超結漂移區整體長度的比例為0.2～0.5，多環電場調制結構不超過超結漂移區整體長度；所述多環電場調制結構中各個環的徑向寬度相等或者有的環的徑向寬度不同；所述多環電場調制結構中環的數量為2～5個；

所述多環電場調制結構的每個環分別采用N型或P型摻雜寬帶隙半導體材料，或者采用介質材料；相應的，相鄰的環以不同材料、不同摻雜類型、不同摻雜濃度之任一或任意組合的方式來區分。

2.根據權利要求1所述的具有多環電場調制襯底的寬帶隙半導體橫向超結雙擴散晶體管，其特征在于：寬帶隙半導體材料的襯底摻雜濃度為1×10¹³cm^-3～1×10¹⁵cm^-3。

3.根據權利要求1所述的具有多環電場調制襯底的寬帶隙半導體橫向超結雙擴散晶體管，其特征在于：所述多環電場調制結構中，每個環的摻雜濃度為1×10¹⁴cm^-3～1×10¹⁶cm^-3。

4.根據權利要求1所述的具有多環電場調制襯底的寬帶隙半導體橫向超結雙擴散晶體管，其特征在于：所述介質材料選自二氧化硅和氧化鉿。

5.根據權利要求1所述的具有多環電場調制襯底的寬帶隙半導體橫向超結雙擴散晶體管，其特征在于：所述多環電場調制結構中環的形狀為弧線型環或階梯型環。

6.根據權利要求5所述的具有多環電場調制襯底的寬帶隙半導體橫向超結雙擴散晶體管，其特征在于：所述多環電場調制結構中環的形狀為同心圓環。

7.根據權利要求1所述的具有多環電場調制襯底的寬帶隙半導體橫向超結雙擴散晶體管，其特征在于：對于超結漂移區厚度為2μm、超結漂移區長度為30μm的器件，當擊穿電壓要求為750V時，采用同心圓環形式的多環電場調制結構，多環以N/P相間摻雜，多環的數量為2～5個，每個環的徑向寬度占超結漂移區整體長度的0.2～0.5，多環電場調制結構不超過超結漂移區整體長度。

8.根據權利要求1所述的具有多環電場調制襯底的寬帶隙半導體橫向超結雙擴散晶體管，其特征在于：所述寬帶隙半導體材料為氮化鎵、碳化硅或金剛石。