一种具有多环电场调制衬底的宽带隙半导体横向超结双扩散晶体管制造技术

本发明专利技术公开一种具有多环电场调制衬底的宽带隙半导体横向超结双扩散晶体管。该结构中漂移区下方的衬底为电荷补偿多环结构。衬底多环电荷补偿可以扩展横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管的纵向空间电荷区，同时该多环结构还能在表面横向电场和体内纵向电场分布中均引入新的电场峰，能消除横向超结存在的衬底辅助耗尽问题，利用电场调制效应对表面横向电场和体内纵向电场同时进行调制，使得表面横向电场和体内纵向电场同时优化。该结构不仅突破了横向双扩散晶体管由于纵向耐压受限而带来的击穿电压饱和问题，还能消除超结存在的衬底辅助耗尽的问题，使得表面横向电场和体内纵向电场同时优化，大幅度提高器件的击穿电压。

A wide band gap semiconductor crosswise double diffused transistor with polycyclic electric field modulated substrate

The invention discloses a broadband gap semiconductor transverse over - junction double diffusion transistor with a multi - loop electric field modulation substrate. The substrate under the drift region in the structure is a charge compensated multi ring structure. Polycyclic substrate charge compensation can be extended lateral double diffused metal oxide semiconductor field effect transistor longitudinal space charge region, and the polycyclic structure can transverse electric field and on the surface in the longitudinal field distribution are introduced in the new electric field peak, can eliminate the lateral super junction substrate assisted depletion problems, and modulation of the surface transverse electric field and in vivo the vertical electric field by means of electric field effect, making the surface transverse electric field and in vivo longitudinal electric field optimization. The structure not only breaks through the lateral double diffused transistor breakdown voltage due to longitudinal voltage limited saturation, but also can eliminate the super junction substrate assisted depletion problems, making the surface transverse electric field and in vivo longitudinal electric field and optimization, greatly improve the device breakdown voltage.

【技术实现步骤摘要】
一种具有多环电场调制衬底的宽带隙半导体横向超结双扩散晶体管
本专利技术涉及半导体功率器件
，具体涉及一种横向超结双扩散金属氧化物半导体场效应管。
技术介绍
横向双扩散金属氧化物半导体场效应管(LateralDouble-diffusedMOSFET，简称LDMOS)具有易集成，热稳定性好，较好的频率稳定性，低功耗，多子导电，功率驱动小，开关速度高等优点是智能功率电路和高压器件的核心。然而，由于Si与GaAs为代表的前两代半导体材料的局限性，第三代宽禁带半导体材料因为其优异的性能得到了飞速发展。宽禁带半导体材料由于具有禁带宽度大，电子漂移饱和速度高、介电常数小、导电性能好的特点，其本身具有的优越性质及其在功率器件领域应用中潜在的巨大前景，非常适用于制作抗辐射、高频、大功率和高密度集成的半导体器件。因此，宽禁带功率半导体器件的性能相比前两代半导体器件是有明显提升的。实现功率集成电路PIC(powerintegratedcircuit)最关键的技术之一是要求LDMOS(lateraldouble-diffusedMOSFET)必须具有低的导通电阻以减小PIC集成电路的功率损耗，而MO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有多环电场调制衬底的宽带隙半导体横向超结双扩散晶体管，包括：半导体材料的衬底；在衬底表面形成的基区；在衬底表面注入N柱和P柱相间排列形成的超结(Super Junction)漂移区，与所述基区邻接；在所述基区表面形成的源区；在所述超结漂移区表面形成的漏区；其特征在于：所述衬底的材料是宽带隙半导体材料；超结漂移区下方邻接的衬底区域设置为多环电场调制结构；所述多环电场调制结构与超结漂移区的宽度相当，是以靠近漏区的一端为中心，向靠近基区的一端扩展形成多环；所述多环电场调制结构的每个环分别采用N型或P型掺杂宽带隙半导体材料，或者采用介质材料；相应的，相邻的环以不同材料、不同掺杂类型、不同掺杂浓度...

【技术特征摘要】
1.一种具有多环电场调制衬底的宽带隙半导体横向超结双扩散晶体管，包括：半导体材料的衬底；在衬底表面形成的基区；在衬底表面注入N柱和P柱相间排列形成的超结(SuperJunction)漂移区，与所述基区邻接；在所述基区表面形成的源区；在所述超结漂移区表面形成的漏区；其特征在于：所述衬底的材料是宽带隙半导体材料；超结漂移区下方邻接的衬底区域设置为多环电场调制结构；所述多环电场调制结构与超结漂移区的宽度相当，是以靠近漏区的一端为中心，向靠近基区的一端扩展形成多环；所述多环电场调制结构的每个环分别采用N型或P型掺杂宽带隙半导体材料，或者采用介质材料；相应的，相邻的环以不同材料、不同掺杂类型、不同掺杂浓度之任一或任意组合的方式来区分。2.根据权利要求1所述的具有多环电场调制衬底的宽带隙半导体横向超结双扩散晶体管，其特征在于：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。3.根据权利要求1所述的具有多环电场调制衬底的宽带隙半导体横向超结双扩散晶体管，其特征在于：所述多环电场调制结构中，每个环的典型掺杂浓度为1×1014cm-3～1×1016cm-3。4.根据权利要求1所述的具有多环电场调制衬底的宽带隙半导体横向超结双扩散晶体管，其特征在于：所述介质材料选自二氧化硅和氧化铪。5.根据权利要求1所述的具有多环电场调制衬底的宽带隙半导体横向...

【专利技术属性】
技术研发人员：段宝兴，杨银堂，董自明，
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