一种抗单粒子加固功率器件制造技术

本申请提供一种抗单粒子加固功率器件包括：第一导电类型衬底层；第一导电类型漂移区设置于所述第一导电类型衬底层的一侧；第二导电类型体区，其设置于所述第一导电类型漂移区背离所述第一导电类型衬底层的一侧；第一阳极区设置于所述第一导电类型漂移区背离所述第一导电类型衬底层的一侧，其中所述第二导电类型体区和所述第一阳极区通过所述第一导电类型漂移区分隔开；第二阳极区设置于所述第一阳极区背离所述第一导电类型衬底层的一侧。本申请在正向导通时，第一阳极区、第二阳极区以及阳极结构之间形成空穴导通通道，在反向工作状态时，该区域可以为空穴提供通道，使得空穴流出器件，从而降低单粒子栅穿的风险，提升器件的抗单粒子辐射性能。的抗单粒子辐射性能。的抗单粒子辐射性能。

【技术实现步骤摘要】
一种抗单粒子加固功率器件


[0001]本专利技术涉及半导体功率器件领域，尤其涉及一种抗单粒子加固功率器件。

技术介绍

[0002]超级势垒整流器(Super Barrier Rectifier，SBR)，最早于2007年由美国APD公司工程师提出。SBR由上层金属(metal)作为阳极，下层衬底(N+substrate)连接阴极，在阳极和阴极之间整合并联PN结二极管(PIN)和MOS晶体管来形成整流器件；其正向开启电压可以通过调节MOS栅的阈值电压而灵活的控制，反向耐压和漏电水平利用了PN结反向偏置特性。从而，SBR由于其利用了不同于常规PIN和肖特基二极管(SBD)器件的工作原理，能够同时获得较低正向导通压降，较小反向漏电水平，较高温度稳定性和较短恢复时间的整流器特性。
[0003]肖特基接触超势垒整流器(SSBR)是在超级势垒整流器(SBR)基础上进行了结构创新，SSBR具有常规SBR的优点，并在阳极和阴极之间通过肖特基接触整合并联的PIN二极管和MOS沟道来形成整流器件，其正向开启电压可以通过调节肖特基接触和MOS栅的阈值电压而更加灵活的控制，反向耐压和漏电水平利用了PN结反向偏置特性，直接肖特基接触中的镜像电荷导致的势垒降低效应得到抑制。新型SSBR由于其利用了不同于常规PIN、SBD和SBR器件的工作原理，能够同时获得低正向导通压降，小反向漏电水平，高温度稳定性和较短恢复时间的整流器特性。但SSBR仍然存在抗单粒子辐照性能较差的问题。

技术实现思路

[0004]鉴于以上现有技术存在的问题，本专利技术提出一种抗单粒子加固功率器件，主要解决现有器件抗单粒子辐照性能较差的问题。
[0005]为了实现上述目的及其他目的，本专利技术采用的技术方案如下。
[0006]本申请提供一种抗单粒子加固功率器件，包括：第一导电类型衬底层；第一导电类型漂移区，其设置于所述第一导电类型衬底层的一侧；第二导电类型体区，其设置于所述第一导电类型漂移区背离所述第一导电类型衬底层的一侧；第一阳极区，其设置于所述第一导电类型漂移区背离所述第一导电类型衬底层的一侧，其中所述第二导电类型体区和所述第一阳极区通过所述第一导电类型漂移区分隔开；第二阳极区，其设置于所述第一阳极区背离所述第一导电类型衬底层的一侧；阳极结构，分别接触所述第二导电类型体区、所述第一导电类型漂移区和所述第二阳极区；其中，在正向导通时，所述第一阳极区、所述第二阳极区以及所述阳极结构之间形成空穴导通通道。
[0007]在本申请一实施例中，所述阳极结构包括：栅氧化层，其设置于所述第一导电类型漂移区背离所述第一导电类型衬底层的一侧，且所述栅氧化层分别接触所述第一导电类型漂移区和所述第二导电类型体区；第一导电类型多晶硅层，其设置于所述栅氧化层背离所述第一导电类型漂移区的一侧；金属阳极区，其跨接在所述栅氧化层和所述第一导电类型多晶硅层上，所述金属阳极区与所述第二导电类型体区形成肖特基接触；其中，在正向导通时，所述栅氧化层和所述第二导电类型体区的接触处形成电子导通通道。
[0008]在本申请一实施例中，抗单粒子加固功率器件还包括隔离层，其设置于所述第一阳极区和第二阳极区靠近所述第二导电类型体区的一侧，通过所述隔离层、所述第一阳极区以及所述第二阳极区配合以调节器件内部电场分布。
[0009]在本申请一实施例中，所述第一导电类型衬底层的掺杂浓度高于所述第一导电类型漂移区的掺杂浓度。
[0010]在本申请一实施例中，抗单粒子加固功率器件还包括第一导电类型缓冲层，其设置于所述第一导电类型衬底层与所述第一导电类型漂移区之间。
[0011]在本申请一实施例中，所述第一导电类型缓冲层的掺杂浓度介于所述第一导电类型衬底层的掺杂浓度与所述第一导电类型漂移区的掺杂浓度之间。
[0012]在本申请一实施例中，所述阳极结构包括多个，各所述阳极结构间隔设置。
[0013]在本申请一实施例中，所述第一导电类型衬底层背离所述第一导电类型漂移区的一侧还设置有阴极结构。
[0014]在本申请一实施例中，所述第一阳极区的掺杂浓度低于所述第二阳极区的掺杂浓度，且所述第一阳极区的掺杂浓度高于所述第一导电类型漂移区的掺杂浓度。
[0015]如上所述，本专利技术一种抗单粒子加固功率器件，具有以下有益效果。
[0016]本申请通过设置第一阳极区和第二阳极区与阳极结构接触，在器件处于反向状态时，为单粒子辐照产生的空穴提供空穴导通通道，使得空穴由该空穴导通通道流出器件，避免出现栅穿，提升器件抗单粒子辐照的性能，此外，在器件处于反向状态时，第一阳极区和第二阳极区可改善器件内部电场分布，进而提升器件反向击穿电压。
附图说明
[0017]图1为本申请一实施例中抗单粒子加固功率器件的结构剖面图。
[0018]图2为本申请一实施例中设置有缓冲层的功率器件的剖面图。
[0019]附图标号说明：
[0020]1‑
金属阳极区，2
‑
第一导电类型多晶硅层，3
‑
栅氧化层，4
‑
第二导电类型体区，5
‑
第一导电类型漂移区，6
‑
第一导电类型衬底层，7
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第二阳极区，8
‑
第一阳极区，9
‑
隔离层，10
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第一导电类型缓冲层。
具体实施方式
[0021]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0022]需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0023]请参阅图1，图1为本申请一实施例中抗单粒子加固功率器件的结构剖面图。该功
率器件包括：第一导电类型衬底层6、第一导电类型漂移区5、第一阳极区8、第二阳极区7、第二导电类型体区4和阳极结构。第一导电类型漂移区5设置于第一导电类型衬底层6的一侧。第二导电类型体区4设置于所述第一导电类型漂移区5背离所述第一导电类型衬底层6的一侧，第二导电类型体区4设置于第一导电类型漂移区5背离第一导电类型衬底层6的一侧；第一阳极区8设置于第一导电类型漂移区5背离第一导电类型衬底层6的一侧，其中第二导电类型体区4和第一阳极区8通过所述第一导电类型漂移区5分隔开；第二阳极区7设置于第一阳极区8背离第一导电类型衬底层6的一侧；阳极结构分别接触第二导电类型体区4、第一导电类型漂移区5和第二阳极区7。在正向导通时，第一阳极区8、第二阳极区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗单粒子加固功率器件，其特征在于，包括：第一导电类型衬底层；第一导电类型漂移区，其设置于所述第一导电类型衬底层的一侧；第二导电类型体区，其设置于所述第一导电类型漂移区背离所述第一导电类型衬底层的一侧；第一阳极区，其设置于所述第一导电类型漂移区背离所述第一导电类型衬底层的一侧，其中所述第二导电类型体区和所述第一阳极区通过所述第一导电类型漂移区分隔开；第二阳极区，其设置于所述第一阳极区背离所述第一导电类型衬底层的一侧；阳极结构，分别接触所述第二导电类型体区、所述第一导电类型漂移区和所述第二阳极区；其中，在正向导通时，所述第一阳极区、所述第二阳极区以及所述阳极结构之间形成空穴导通通道。2.根据权利要求1所述的抗单粒子加固功率器件，其特征在于，所述阳极结构包括：栅氧化层，其设置于所述第一导电类型漂移区背离所述第一导电类型衬底层的一侧，且所述栅氧化层分别接触所述第一导电类型漂移区和所述第二导电类型体区；第一导电类型多晶硅层，其设置于所述栅氧化层背离所述第一导电类型漂移区的一侧；金属阳极区，其跨接在所述栅氧化层和所述第一导电类型多晶硅层上，所述金属阳极区与所述第二导电类型体区形成肖特基接触；其中，在正向导通时，所述栅氧化层和所述第二导电类型体区的接触处形成电子导通通...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文锁，张澳航，徐向涛，张成方，王航，张力，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：