[发明专利]基于衬底偏压技术的硅基功率器件结构

权利要求书

1.基于衬底偏压技术的硅基功率器件结构，包括有源层(4)，外延层(8)，衬底电极(9)和衬底层(11)，其特征是，所述外延层(8)一侧与有源层(4)相连，另一侧与衬底层(11)相连；有源层(4)位于外延层(8)的上方，衬底电极区(13)与衬底层(11)相连。

2.根据权利要求1所述的基于衬底偏压技术的硅基功率器件结构，其特征是，衬底层(11)可采用低掺杂衬底，在衬底层背面离子注入形成衬底电极区(13)，在衬底电极区(13)上制作金属电极(9)；衬底层也可采用高掺杂衬底，可直接在衬底背面制作金属电极。

3.根据权利要求1或2所述的基于衬底偏压技术的硅基功率器件结构，其特征是，衬底层(11)、外延层(8)和有源层(4)之间相邻层的杂质电荷类型相反，当衬底层(11)掺杂为n型时，外延层(8)掺杂为p型，有源层(4)为n型；当衬底层(11)掺杂为p型时，外延层(8)掺杂为n型，有源层(4)为p型。

4.根据权利要求1或2所述的基于衬底偏压技术的硅基功率器件结构，其特征是，衬底电极(9)上所加的偏置电压应保证衬底层(11)和外延层(8)所构成的pn结处于反偏状态，当衬底层(11)为n型时，衬底电压相对地为正电压；当衬底层(11)为p型时，衬底电压相对地为负电压。

5.根据权利要求1或2所述的基于衬底偏压技术的埋层硅基功率器件结构，其特征是，在沟道区下方形成p型埋层(10)，p型埋层(10)与沟道区(7)、外延层(8)和有源层(4)相连；p型埋层(10)的电荷类型与沟道区(7)的电荷类型相同，与外延层(8)的电荷类型相同，与有源层(4)的电荷类型相反。

6.根据权利要求1或2所述的基于衬底偏压技术的D-RESURF硅基功率器件结构，其特征是，在有源层(4)中部形成表面离子注入区(10)，表面离子注入区(10)的电荷类型与有源层(4)电荷类型相反；表面离子注入区(10)位于有源层(4)上表面，与有源层(4)相连。

7.根据权利要求1或2所述的基于衬底偏压技术的硅基功率器件结构，可以结合功率器件表面终端技术形成多种器件结构，这样的终端技术包括：场限环技术、场板技术、RESURF技术、double RESURF技术、横向变掺杂技术和Superjunction结构等。

8.根据权利要求1或2所述的基于衬底偏压技术的硅基功率器件结构，包括通常功率器件的所有结构组成部分，其特征是，它还具有这样的器件包括：横向双扩散场效应晶体管、横向绝缘栅双极型功率晶体管、PN二极管和横向晶闸管等常见功率器件。

9.根据权利要求1或2所述的基于衬底偏压技术的硅基功率器件结构，其特征是，器件的整体材料包括有源层、电极区、外延层，埋层和衬底层等，可以是硅，碳化硅，砷化镓或者锗硅，其导电类型可以是n型或p型。