【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于脉冲功率器件，具体涉及一种可控型二极管雪崩整型器及其制备方法。
技术介绍
1、二极管雪崩整形器(diode avalanche shapers，das)是一种半导体延迟击穿器件，是基于延迟击穿效应制备的器件。该现象最早由俄罗斯约飞物理技术研究所(ioffephysical-technology institute of ras，russia)的i.v.grekhov等人于1979年研究si基p+in+二极管结构的高压击穿时发现。
2、延迟击穿效应是指器件反向截止状态下，如果再给器件施加一个上升率很大的反向脉冲信号，器件的耐压值会超过静态击穿电压，并在达到最大耐压值时在电场超过临界击穿电场的部分发生强烈的碰撞电离产生高浓度的电子空穴对(等离子体)，当等离子体充满器件时器件导通，故又称作器件的延迟雪崩。
3、基于延迟击穿引起的等离子体积累现象所制作的二极管雪崩整型器很好的解决了传统脉冲功率发生器中所常用的晶闸管(thyristor)、绝缘栅双极型晶体管(insulate-gate bipolar transistor，igbt)和金属氧化物型场效应晶体管(metal oxidesemiconductor field effect transistor，mosfet)等器件无法平衡好器件耐压和器件导通速度之间关系的问题，在脉冲功率系统中展现出广阔的前景。
4、现有技术中二极管雪崩整型器的导通时间取决于器件参数和外加电压参数，针对一个固定的器件，其最优的外加电压参数是一定的，进而其器件导
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种可控型二极管雪崩整型器及其制备方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
2、本专利技术的第一方面提供了一种可控型二极管雪崩整型器，包括：衬底层、n-外延层、p+外延层、n+区、阴极、第一阳极、第二阳极和氧化层，其中，
3、所述n-外延层位于所述衬底层上；
4、所述p+外延层位于所述n-外延层上；
5、所述n+区由所述p+外延层的部分上表面延伸至所述p+外延层的内部；
6、所述阴极位于所述衬底层的下表面；
7、所述第一阳极位于所述p+外延层上；
8、所述第二阳极位于所述n+区上；
9、所述氧化层位于所述p+外延层和所述n+区交界处的上表面，且两端分别与所述第一阳极、所述第二阳极接触。
10、在一个具体的实施例中，还包括凹槽；
11、所述凹槽由所述p+外延层的部分上表面延伸至所述p+外延层的内部；
12、所述n+区由所述凹槽的下表面延伸至所述p+外延层的内部。
13、在一个具体的实施例中，所述衬底层的材料包括：硅、砷化镓、碳化硅、氮化镓中的一种或多种，掺杂类型为n型掺杂，掺杂浓度为1×1018～1×1020cm-3，掺杂离子包括：氮离子、磷离子中的一种或多种；
14、所述n-外延层的材料包括：硅、砷化镓、碳化硅、氮化镓中的一种或多种，掺杂浓度为1×1014～1×1017cm-3，掺杂离子包括：氮离子、磷离子中的一种或多种；
15、所述p+外延层的材料包括：硅、砷化镓、碳化硅、氮化镓中的一种或多种，掺杂浓度为1×1018～1×1020cm-3，掺杂离子包括：硼离子、铝离子中的一种或多种；
16、所述n+区的材料包括：硅、砷化镓、碳化硅、氮化镓中的一种或多种，掺杂浓度为1×1018～1×1020cm-3，掺杂离子包括：氮离子、磷离子中的一种或多种。
17、在一个具体的实施例中，所述n+区位于所述p+外延层上表面的中间位置。
18、在一个具体的实施例中，所述n+区位于所述p+外延层上表面的一端。
19、在一个具体的实施例中，所述n+区下表面和所述n-外延层上表面的距离为0.1～1.5μm。
20、在一个具体的实施例中，当所述p+外延层的掺杂浓度等于所述n+区的掺杂浓度时，所述n+区下表面和所述n-外延层上表面的距离为0.5～0.8μm。
21、在一个具体的实施例中，当所述p+外延层的掺杂浓度大于所述n+区的掺杂浓度时，所述n+区下表面和所述n-外延层上表面的距离为0.1～0.5μm。
22、在一个具体的实施例中，当所述p+外延层的掺杂浓度小于所述n+区的掺杂浓度时，所述n+区下表面和所述n-外延层上表面的距离为0.8～1.5μm。
23、本专利技术的第二方面提供了一种可控型二极管雪崩整型器的制备方法，包括以下步骤：
24、在衬底层上制备n-外延层；
25、在所述n-外延层上制备p+外延层；
26、在所述p+外延层中形成由所述p+外延层部分上表面延伸至所述p+外延层内部的n+区；
27、在所述衬底层的下表面制备阴极；
28、在所述p+外延层和所述n+区交界处的上表面制备氧化层；
29、在所述p+外延层上制备第一阳极，并在所述n+区上制备第二阳极。
30、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
31、本专利技术通过在p+外延层内设置n+区，在器件使用过程中，通过第二阳极在n+区施加电压，大量电子在衬底层和n+区电势差的作用下，进入p+外延层和n-外延层之间的p+/n-结或耗尽层中，为器件发生延迟雪崩提供初始载流子，使得器件发生延迟雪崩，解决器件不达到最大延迟击穿电压就不发生延迟雪崩的问题，实现器件的可控效果，拓宽了器件的应用场景，提高了器件的性能发挥程度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种可控型二极管雪崩整型器，其特征在于，包括：衬底层、N-外延层、P+外延层、N+区、阴极、第一阳极、第二阳极和氧化层，其中，
2.根据权利要求1所述的一种可控型二极管雪崩整型器，其特征在于，还包括凹槽；
3.根据权利要求1所述的一种可控型二极管雪崩整型器，其特征在于，所述衬底层的材料包括：硅、砷化镓、碳化硅、氮化镓中的一种或多种，掺杂类型为N型掺杂，掺杂浓度为1×1018～1×1020cm-3，掺杂离子包括：氮离子、磷离子中的一种或多种；
4.根据权利要求1所述的一种可控型二极管雪崩整型器，其特征在于，所述N+区位于所述P+外延层上表面的中间位置。
5.根据权利要求1所述的一种可控型二极管雪崩整型器，其特征在于，所述N+区位于所述P+外延层上表面的一端。
6.根据权利要求1所述的一种可控型二极管雪崩整型器，其特征在于，所述N+区下表面和所述N-外延层上表面的距离为0.1～1.5μm。
7.根据权利要求6所述的一种可控型二极管雪崩整型器，其特征在于，当所述P+外延层的掺杂浓度等于所述N+区的掺杂浓度时，所
8.根据权利要求6所述的一种可控型二极管雪崩整型器，其特征在于，当所述P+外延层的掺杂浓度大于所述N+区的掺杂浓度时，所述N+区下表面和所述N-外延层上表面的距离为0.1～0.5μm。
9.根据权利要求6所述的一种可控型二极管雪崩整型器，其特征在于，当所述P+外延层的掺杂浓度小于所述N+区的掺杂浓度时，所述N+区下表面和所述N-外延层上表面的距离为0.8～1.5μm。
10.一种可控型二极管雪崩整型器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种可控型二极管雪崩整型器，其特征在于，包括：衬底层、n-外延层、p+外延层、n+区、阴极、第一阳极、第二阳极和氧化层，其中，
2.根据权利要求1所述的一种可控型二极管雪崩整型器，其特征在于，还包括凹槽；
3.根据权利要求1所述的一种可控型二极管雪崩整型器，其特征在于，所述衬底层的材料包括：硅、砷化镓、碳化硅、氮化镓中的一种或多种，掺杂类型为n型掺杂，掺杂浓度为1×1018～1×1020cm-3，掺杂离子包括：氮离子、磷离子中的一种或多种；
4.根据权利要求1所述的一种可控型二极管雪崩整型器，其特征在于，所述n+区位于所述p+外延层上表面的中间位置。
5.根据权利要求1所述的一种可控型二极管雪崩整型器，其特征在于，所述n+区位于所述p+外延层上表面的一端。
6.根据权利要求1所述的一种可控型二极管...
【专利技术属性】
技术研发人员：周瑜，程琳，韩超，汤晓燕，宋庆文，袁昊，杜丰羽，张玉明，
申请(专利权)人：西安电子科技大学芜湖研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。