[發(fā)明專利]一種具有橫縱向電場同時(shí)優(yōu)化寬帶隙半導(dǎo)體橫向雙擴(kuò)散晶體管

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710813985.3
• 申請(qǐng)日: 2017-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN107623039A
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段寶興;董自明;楊銀堂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L29/78
• 分類號(hào): H01L29/78;H01L29/06
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司61211
• 代理人: 胡樂

1.一種具有橫縱向電場同時(shí)優(yōu)化寬帶隙半導(dǎo)體橫向雙擴(kuò)散晶體管，包括：

半導(dǎo)體材料的襯底；

位于襯底表面的基區(qū)和漂移區(qū)；

位于所述基區(qū)表面的源區(qū)；

位于漂移區(qū)表面的漏區(qū)；

其特征在于：

所述襯底的材料是寬帶隙半導(dǎo)體材料；

漏端的漂移區(qū)下方接有縱向輔助耗盡襯底埋層，所述的縱向輔助耗盡襯底埋層由N型和/或P型摻雜寬帶隙半導(dǎo)體材料構(gòu)成，或者采用介質(zhì)材料；

漂移區(qū)下方、鄰接所述縱向輔助耗盡襯底埋層設(shè)置有具有部分電荷補(bǔ)償襯底埋層，所述具有部分電荷補(bǔ)償襯底埋層由N型和/或P型摻雜半導(dǎo)體材料構(gòu)成，或者采用介質(zhì)材料；

所述的具有部分電荷補(bǔ)償襯底埋層的長度不超過漂移區(qū)的長度，具有部分電荷補(bǔ)償襯底埋層厚度不超過縱向輔助耗盡襯底埋層的厚度；

寬帶隙半導(dǎo)體材料的襯底摻雜濃度的典型值為1×10¹³cm^-3～1×10¹⁵cm^-3；

所述縱向輔助耗盡襯底埋層摻雜濃度的典型值為1×10¹⁴cm^-3～1×10¹⁶cm^-3；縱向輔助耗盡襯底埋層的長度占漂移區(qū)整體長度的比例、縱向輔助耗盡襯底埋層的寬度及厚度根據(jù)耐壓需求確定；

所述具有部分電荷補(bǔ)償襯底埋層摻雜濃度的典型值為1×10¹⁴cm^-3～1×10¹⁵cm^-3；具有部分電荷補(bǔ)償襯底埋層的長度占漂移區(qū)整體長度的比例、具有部分電荷補(bǔ)償襯底埋層的寬度及厚度根據(jù)耐壓需求確定。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有橫縱向電場同時(shí)優(yōu)化寬帶隙半導(dǎo)體橫向雙擴(kuò)散晶體管，其特征在于：所述縱向輔助耗盡襯底埋層為一整塊的N型均勻摻雜埋層或是一整塊的P均勻型摻雜埋層；或者，所述縱向輔助耗盡襯底埋層為一整塊的N型分區(qū)摻雜埋層或是一整塊的P分區(qū)型摻雜埋層；分區(qū)數(shù)根據(jù)擊穿電壓要求確定，典型值為1～3個(gè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有橫縱向電場同時(shí)優(yōu)化寬帶隙半導(dǎo)體橫向雙擴(kuò)散晶體管，其特征在于：所述縱向輔助耗盡襯底埋層為N/P型柱相間均勻摻雜埋層；或者，所述縱向輔助耗盡襯底埋層為N/P型柱相間分區(qū)摻雜埋層，分區(qū)數(shù)根據(jù)擊穿電壓要求確定，典型值為1～3個(gè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有橫縱向電場同時(shí)優(yōu)化寬帶隙半導(dǎo)體橫向雙擴(kuò)散晶體管，其特征在于：所述具有部分電荷補(bǔ)償襯底埋層為一整塊的N型均勻摻雜埋層或是一整塊的P均勻型摻雜埋層，或者，所述具有部分電荷補(bǔ)償襯底埋層為一整塊的N型分區(qū)摻雜埋層或是一整塊的P分區(qū)型摻雜埋層，分區(qū)數(shù)根據(jù)擊穿電壓要求確定，典型值為1～3個(gè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有橫縱向電場同時(shí)優(yōu)化寬帶隙半導(dǎo)體橫向雙擴(kuò)散晶體管，其特征在于：所述具有部分電荷補(bǔ)償襯底埋層為N/P型柱相間均勻摻雜埋層；或者，所述具有部分電荷補(bǔ)償襯底埋層為N/P型柱相間分區(qū)摻雜埋層，分區(qū)數(shù)根據(jù)擊穿電壓要求確定，典型值為1～3個(gè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有橫縱向電場同時(shí)優(yōu)化寬帶隙半導(dǎo)體橫向雙擴(kuò)散晶體管，其特征在于：對(duì)于薄漂移區(qū)厚度為2μm的LDMOS，漂移區(qū)長度為70μm，當(dāng)擊穿電壓要求為900V時(shí)，則：采用N型摻雜縱向輔助耗盡襯底埋層，其長度占漂移區(qū)整體長度的1:70～1:7，厚度為30μm～70μm，寬度為器件本身寬度；采用N型摻雜具有部分電荷補(bǔ)償襯底埋層，其長度占漂移區(qū)整體長度的0.25～0.75，厚度為15μm～35μm，寬度為器件本身寬度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有橫縱向電場同時(shí)優(yōu)化寬帶隙半導(dǎo)體橫向雙擴(kuò)散晶體管，其特征在于：所述縱向輔助耗盡襯底埋層的寬度方向截面的形狀為矩形、梯形或階梯型。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有橫縱向電場同時(shí)優(yōu)化寬帶隙半導(dǎo)體橫向雙擴(kuò)散晶體管，其特征在于：所述具有部分電荷補(bǔ)償襯底埋層的寬度方向截面的形狀為矩形、梯形或階梯型。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有橫縱向電場同時(shí)優(yōu)化寬帶隙半導(dǎo)體橫向雙擴(kuò)散晶體管，其特征在于：所述寬帶隙半導(dǎo)體材料為氮化鎵、碳化硅或金剛石。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有橫縱向電場同時(shí)優(yōu)化寬帶隙半導(dǎo)體橫向雙擴(kuò)散晶體管，其特征在于：所述介質(zhì)材料為二氧化硅或氧化鉿。