【技术实现步骤摘要】
热电优化设计的沟槽MOS型氧化镓功率二极管及制作方法
[0001]本专利技术属于微电子
,具体涉及一种热电优化设计的沟槽MOS型氧化镓功率二极管及制作方法。
技术介绍
[0002]近年来,β
‑
Ga2O3已成为下一代电力电子器件的主要候选材料。Ga2O3的超宽带隙(4.6~4.9eV)可转化为大的临界电场(8MV/cm),比宽带隙材料氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)高2倍以上。与其他超宽带隙半导体(氮化铝、金刚石等)和宽带隙半导体材料相比,Ga2O3材料的另一个优点是,目前市场上已可以提供高质量的熔融生长衬底。
[0003]随着外延技术进步带来Ga2O3外延浓度的进一步下降和外延质量的进一步提高,传统的平面型Ga2O3二极管的金半接触的界面电场进一步增大,这会导致非常大的漏电流,且随着高压大功率器件应用温度的逐渐升高,漏电流进一步增大。与此同时,不可忽视的另一个问题:β
‑
Ga2O3材料的低各向异性热导率(300K时为11~27W/m K)会带来同样功率密度下严重的器件过热问题。
[0004]以上问题耦合成为了制约β
‑
Ga2O3材料功率器件技术走向成熟的主要障碍。除非通过热电协同设计技术来克服这一热挑战,否则新兴的β
‑
Ga2O3器件技术将无法实现巴利加优值(Baliga
’
s Figure of Merit,简称BFOM)建议的优越电气性能。
技术实现思路
[0005]为了解决现有技术 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种热电优化设计的沟槽MOS型氧化镓功率二极管,其特征在于,包括:β
‑
Ga2O3衬底;β
‑
Ga2O3漂移层,位于所述β
‑
Ga2O3衬底的上表面;凹槽阵列,包括若干凹槽,间隔分布于所述β
‑
Ga2O3漂移层上;所述凹槽阵列中每一凹槽宽度相同、彼此平行、间隔相同,且所述凹槽阵列与所述β
‑
Ga2O3漂移层面内的[100]晶向呈一定角度布局;绝缘层,填充于所述凹槽阵列的每一凹槽内,并覆盖于每一凹槽顶部侧边缘处的部分所述β
‑
Ga2O3漂移层的上表面;场板终端,位于沟槽阵列有源区四周的所述β
‑
Ga2O3漂移层的上表面,且所述场板终端为自内而外呈一定斜坡角度或呈台阶状分布的斜场板结构;阳极,位于所述绝缘层、所述β
‑
Ga2O3漂移层,以及部分所述场板终端的上表面;阴极,位于所述β
‑
Ga2O3衬底的下表面。2.根据权利要求1所述的热电优化设计的沟槽MOS型氧化镓功率二极管,其特征在于,所述凹槽阵列中每一凹槽宽度为1μm~2μm、深度为500nm~1000nm;相邻凹槽之间的间距为1μm~6μm。3.根据权利要求1所述的热电优化设计的沟槽MOS型氧化镓功率二极管,其特征在于,所述凹槽阵列与所述β
‑
Ga2O3漂移层面内的[100]晶向分别呈0
°
~90
°
布局。4.根据权利要求1所述的热电优化设计的沟槽MOS型氧化镓功率二极管,其特征在于,所述场板终端的高度为100nm~2000nm。5.根据权利要求1所述的热电优化设计的沟槽MOS型氧化镓功率二极管,其特征在于,所述场板终端的形状为方形或圆形。6.根据权利要求1所述的热电优化设计的沟槽MOS型氧化镓功率二极管,其特征在于,所述斜场板结构是角度为8.5
...
【专利技术属性】
技术研发人员:李园,杨一彤,陆小力,何云龙,马晓华,赵元富,郝跃,
申请(专利权)人:西安电子科技大学,
类型:发明
国别省市:
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