[发明专利]一种具有横纵向电场同时优化宽带隙半导体横向双扩散晶体管

权利要求书

1.一种具有横纵向电场同时优化宽带隙半导体横向双扩散晶体管，包括：

半导体材料的衬底；

位于衬底表面的基区和漂移区；

位于所述基区表面的源区；

位于漂移区表面的漏区；

其特征在于：

所述衬底的材料是宽带隙半导体材料；

漏端的漂移区下方接有纵向辅助耗尽衬底埋层，所述的纵向辅助耗尽衬底埋层由N型和/或P型掺杂宽带隙半导体材料构成，或者采用介质材料；

漂移区下方、邻接所述纵向辅助耗尽衬底埋层设置有具有部分电荷补偿衬底埋层，所述具有部分电荷补偿衬底埋层由N型和/或P型掺杂半导体材料构成，或者采用介质材料；

所述的具有部分电荷补偿衬底埋层的长度不超过漂移区的长度，具有部分电荷补偿衬底埋层厚度不超过纵向辅助耗尽衬底埋层的厚度；

宽带隙半导体材料的衬底掺杂浓度的典型值为1×10¹³cm^-3～1×10¹⁵cm^-3；

所述纵向辅助耗尽衬底埋层掺杂浓度的典型值为1×10¹⁴cm^-3～1×10¹⁶cm^-3；纵向辅助耗尽衬底埋层的长度占漂移区整体长度的比例、纵向辅助耗尽衬底埋层的宽度及厚度根据耐压需求确定；

所述具有部分电荷补偿衬底埋层掺杂浓度的典型值为1×10¹⁴cm^-3～1×10¹⁵cm^-3；具有部分电荷补偿衬底埋层的长度占漂移区整体长度的比例、具有部分电荷补偿衬底埋层的宽度及厚度根据耐压需求确定。

2.根据权利要求1所述的具有横纵向电场同时优化宽带隙半导体横向双扩散晶体管，其特征在于：所述纵向辅助耗尽衬底埋层为一整块的N型均匀掺杂埋层或是一整块的P均匀型掺杂埋层；或者，所述纵向辅助耗尽衬底埋层为一整块的N型分区掺杂埋层或是一整块的P分区型掺杂埋层；分区数根据击穿电压要求确定，典型值为1～3个。

3.根据权利要求1所述的具有横纵向电场同时优化宽带隙半导体横向双扩散晶体管，其特征在于：所述纵向辅助耗尽衬底埋层为N/P型柱相间均匀掺杂埋层；或者，所述纵向辅助耗尽衬底埋层为N/P型柱相间分区掺杂埋层，分区数根据击穿电压要求确定，典型值为1～3个。

4.根据权利要求1所述的具有横纵向电场同时优化宽带隙半导体横向双扩散晶体管，其特征在于：所述具有部分电荷补偿衬底埋层为一整块的N型均匀掺杂埋层或是一整块的P均匀型掺杂埋层，或者，所述具有部分电荷补偿衬底埋层为一整块的N型分区掺杂埋层或是一整块的P分区型掺杂埋层，分区数根据击穿电压要求确定，典型值为1～3个。

5.根据权利要求1所述的具有横纵向电场同时优化宽带隙半导体横向双扩散晶体管，其特征在于：所述具有部分电荷补偿衬底埋层为N/P型柱相间均匀掺杂埋层；或者，所述具有部分电荷补偿衬底埋层为N/P型柱相间分区掺杂埋层，分区数根据击穿电压要求确定，典型值为1～3个。

6.根据权利要求1所述的具有横纵向电场同时优化宽带隙半导体横向双扩散晶体管，其特征在于：对于薄漂移区厚度为2μm的LDMOS，漂移区长度为70μm，当击穿电压要求为900V时，则：采用N型掺杂纵向辅助耗尽衬底埋层，其长度占漂移区整体长度的1:70～1:7，厚度为30μm～70μm，宽度为器件本身宽度；采用N型掺杂具有部分电荷补偿衬底埋层，其长度占漂移区整体长度的0.25～0.75，厚度为15μm～35μm，宽度为器件本身宽度。

7.根据权利要求1所述的具有横纵向电场同时优化宽带隙半导体横向双扩散晶体管，其特征在于：所述纵向辅助耗尽衬底埋层的宽度方向截面的形状为矩形、梯形或阶梯型。

8.根据权利要求1所述的具有横纵向电场同时优化宽带隙半导体横向双扩散晶体管，其特征在于：所述具有部分电荷补偿衬底埋层的宽度方向截面的形状为矩形、梯形或阶梯型。

9.根据权利要求1所述的具有横纵向电场同时优化宽带隙半导体横向双扩散晶体管，其特征在于：所述宽带隙半导体材料为氮化镓、碳化硅或金刚石。

10.根据权利要求1所述的具有横纵向电场同时优化宽带隙半导体横向双扩散晶体管，其特征在于：所述介质材料为二氧化硅或氧化铪。