【技术实现步骤摘要】
一种具有宽带隙衬底材料的垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管
本专利技术涉及功率半导体器件领域,尤其涉及一种垂直双扩散金属氧化物场效应管。
技术介绍
功率半导体器件是指主要用于电力设备的电能变换和控制电路方面的大功率电子器件。垂直双扩散金属氧化物半导体(VDMOS)作为功率半导体器件领域的重要元器件,因其具有开关速度快、损耗小、输入阻抗高、驱动功率小、频率特性好、跨导高线性度高等特性等优良特性,已经被广泛应用于功率集成电路与功率集成系统中。近年来,对VDMOS器件的特性优化主要是研究成熟的超结工艺实现具有超结的VDMOS器件。
技术实现思路
本专利技术提出一种新的垂直双扩散金属氧化物半导体功率器件,旨在进一步提高VDMOS的击穿电压,改善器件性能。本专利技术的技术方案如下:该具有宽带隙衬底材料的垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管,包括:宽带隙半导体材料的N+型衬底;在N+型衬底上表面形成的宽带隙半导体材料的N型外延层,记为N型宽带隙外延层;在所述N型宽带隙外延层上表面异质外延生长或利用键合技术形成的N型硅外延层(利用键合技术形成的通常称之为键合层,本文统一记为N型硅外延层);分别在所述N型硅外延层上部的左、右两端区域形成的两处P型基区;每一处P型基区中形成沟道以及N+型源区和P+沟道衬底接触,其中N+型源区与沟道邻接,P+沟道衬底接触相对于N+型源区位于沟道远端;栅氧化层,覆盖所述N型硅外延层位于两处P型基区之间的部分以及相应的两处沟道;栅极,位于栅氧化层上表面;源极,覆盖P+沟道衬底接触与N+型源区相接区域的上表面;两处源极共接;漏极,位于所述N+型衬底下表面 ...
【技术保护点】
一种具有宽带隙衬底材料的垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管,其特征在于,包括:宽带隙半导体材料的N+型衬底(801);在N+型衬底(801)上表面形成的宽带隙半导体材料的N型外延层,记为N型宽带隙外延层(802);在所述N型宽带隙外延层(802)上表面异质外延生长或利用键合技术形成的N型硅外延层;分别在所述N型硅外延层上部的左、右两端区域形成的两处P型基区(7);每一处P型基区(7)中形成沟道以及N+型源区(6)和P+沟道衬底接触(5),其中N+型源区(6)与沟道邻接,P+沟道衬底接触(5)相对于N+型源区(6)位于沟道远端;栅氧化层(2),覆盖所述N型硅外延层位于两处P型基区(7)之间的部分以及相应的两处沟道;栅极(3),位于栅氧化层上表面;源极(1、4),覆盖P+沟道衬底接触(5)与N+型源区(6)相接区域的上表面;两处源极(1、4)共接;漏极(9),位于所述N+型衬底(801)下表面;所述N型宽带隙外延层(802)的厚度和掺杂浓度由器件的耐压要求决定,N型宽带隙外延层(802)的掺杂浓度低于N+型衬底(801)的掺杂浓度。
【技术特征摘要】
1.一种具有宽带隙衬底材料的垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管,其特征在于,包括:宽带隙半导体材料的N+型衬底(801);在N+型衬底(801)上表面形成的宽带隙半导体材料的N型外延层,记为N型宽带隙外延层(802);在所述N型宽带隙外延层(802)上表面异质外延生长或利用键合技术形成的N型硅外延层;分别在所述N型硅外延层上部的左、右两端区域形成的两处P型基区(7);每一处P型基区(7)中形成沟道以及N+型源区(6)和P+沟道衬底接触(5),其中N+型源区(6)与沟道邻接,P+沟道衬底接触(5)相对于N+型源区(6)位于沟道远端;栅氧化层(2),覆盖所述N型硅外延层位于两处P型基区(7)之间的部分以及相应的两处沟道;栅极(3),位于栅氧化层上表面;源极(1、4),覆盖P+沟道衬底接触(5)与N+型源区(6)相接区域的上表面;两处源极(1、4)共接;漏极(9),位于所述N+型衬底(801)下表面;所述N型宽带隙外延层(802)的厚度和掺杂浓度由器件的耐压要求决定,N型宽带隙外延层(802)的掺杂浓度低于N+型衬底(801)的掺杂浓度。2.根据权利要求1所述的具有宽带隙衬底材料的垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管,其特征在于:所述宽带隙半导体材料采用碳化硅或氮化镓。3.根据权利要求1所述的具有宽带隙衬底材料的垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管,其特征在于:N型宽带隙外延层(802)的掺杂浓度比N+型衬底(801)的掺杂浓度小4‐6个数量级。4.根据权利要求1所述的具有宽带隙衬底材料的垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管,其特征在于:耐压要求为270V时,N型宽带隙外延层(802)的厚度为5微米;耐压要求为400V时,厚度为1...
【专利技术属性】
技术研发人员:段宝兴,吕建梅,曹震,袁嵩,杨银堂,
申请(专利权)人:西安电子科技大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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