[发明专利]一种横向功率器件有效
申请号: | 202110175348.4 | 申请日: | 2021-02-09 |
公开(公告)号: | CN112909081B | 公开(公告)日: | 2022-05-17 |
发明(设计)人: | 魏杰;李杰;戴恺纬;马臻;李聪聪;罗小蓉 | 申请(专利权)人: | 电子科技大学 |
主分类号: | H01L29/40 | 分类号: | H01L29/40;H01L29/423;H01L29/78 |
代理公司: | 成都点睛专利代理事务所(普通合伙) 51232 | 代理人: | 孙一峰 |
地址: | 611731 四川省*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 横向 功率 器件 | ||
1.一种横向功率器件,包括沿器件垂直方向自下而上依次层叠设置的P衬底(1)、N漂移区(2)和场板结构;
沿器件横向方向,N漂移区(2)的表面从一侧到另一侧依次包括源极结构、栅极结构和漏极结构;所述场板结构位于源极结构和漏极结构之间;
所述的源极结构包括P型阱区(31)、P型体接触区(5)和第一N型重掺杂区(6);所述P型体接触区(5)和第一N型重掺杂区(6)相互接触并列位于P型阱区(31)上层远离N漂移区(2)的一端,且第一N型重掺杂区(6)在靠近N漂移区(2)的一侧,P型体接触区(5)和第一N型重掺杂区(6)上表面共同引出源极电极;
所述漏极结构包括N型缓冲区(4)和第二N型重掺杂区(7);所述第二N型重掺杂区(7)位于N型缓冲区(4)上表面,所述第二N型重掺杂区(7)的引出端为漏极电极;
其特征在于,所述场板结构由第一凸起部分、第二凸起部分和平面部分构成,其中第一凸起部分从源极结构上表面延伸至N漂移区(2)上表面,所述第一凸起部分为第一介质层(9)和覆盖在第一介质层(9)上的P阱区(32);所述平面部分为第一介质层(9)和覆盖在第一介质层(9)上的P型区(11);所述第二凸起部分从漏极结构上表面延伸至P型区(11),第二凸起部分为第一介质层(9)和覆盖在第一介质层(9)上的N型缓冲区(13)和P型区(11),N型缓冲区(13)位于平面部分的P型区(11)和第二凸起部分的P型区(11)之间,即N型缓冲区(13)沿垂直方向贯穿P型区(11)将其分为两部分,在第二凸起部分的P型区(11)上层还嵌入有第一P型重掺杂区(16);凸起部分和平面部分的连接方式为:P阱区(32)一侧的末端直接与平面部分的P型区(11)接触;N型缓冲区(13)的末端与平面部分的P型区(11)接触,并形成向源极结构方向内凹的弧面,且弧面两端之间的纵向宽度等于N型缓冲区(13)的纵向宽度;P阱区(32)另一侧的末端覆盖部分P型体接触区(5)的上表面,在P型体接触区(5)和P型区(11)之间的P阱区(32)被P型阱区(31)包围,使得P阱区(32)不与第一N型重掺杂区(6)和N漂移区(2)接触,且P型阱区(31)还隔离第一N型重掺杂区(6)和N漂移区(2);所述P阱区(32)另一侧的上层还具有第二P型重掺杂区(51),第二P型重掺杂区(51)向靠近P型区(11)的方向延伸至超出P型体接触区(5)的边缘,第二P型重掺杂区(51)超出P型体接触区(5)边缘部分的横向宽度小于第一N型重掺杂区(6)的横向宽度;第二凸起部分位于N型缓冲区(4)的上表面,且N型缓冲区(4)还隔离平面部分和第二N型重掺杂区(7),使得第二凸起部分、平面部分与第二N型重掺杂区(7)之间均具有间距;
所述栅极结构为平面栅结构,平面栅结构位于第一介质层(9)和第一N型重掺杂区(6)之间的N漂移区(2)上表面,包括栅介质层(8)和覆盖在栅介质层(8)上表面的导电材料(17);所述平面栅结构沿器件横向方向向两侧延伸,覆盖部分第一N型重掺杂区(6)上表面和P型区(11)上表面,同时沿纵向方向,平面栅结构还覆盖P阱区(32),但是平面栅结构与第二P型重掺杂区(51)之间具有间距,导电材料(17)和第二P型重掺杂区(51)上表面共同引出端为栅极电极;所述纵向方向是指同时垂直于器件垂直方向和器件横向方向的第三维度方向。
2.根据权利要求1所述的一种横向功率器件,其特征在于,所述平面部分的P型区(11)从源极结构到漏极结构的方向,采用的掺杂方式为掺杂浓度由高到低的阶梯掺杂。
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