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专利号: 2021105470130
申请人: 济南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-11-04
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种掺杂浓度渐变的圆形漂移区半导体器件,包括:半导体衬底,以及位于半导体衬底表面的漂移区;其特征在于,所述漂移区与半导体衬底之间的全部边界或者设定的部分边界为圆弧;所述漂移区与半导体衬底之间设定的部分区域或者全部区域设置介质层,漂移区与介质层之间的全部边界或者设定的部分边界为圆弧;

在所述漂移区全部区域或者设定的部分区域内,其各位置的掺杂浓度处于 到之间,其中,Ec为漂移区材料的临界击穿电场强度,ε0为真空介电常数,εr为漂移区材料的相对介电常数,q为单位电荷量,R为相应位置到所述圆弧所在圆心的距离。

2.一种掺杂浓度渐变的近似圆形漂移区半导体器件,包括:半导体衬底,以及位于半导体衬底表面的漂移区;其特征在于,所述漂移区与半导体衬底之间的边界为椭圆弧形,或者由两段或两段以上的弧连接而成的多段弧形;所述漂移区与半导体衬底之间设定的部分区域或者全部区域设置介质层,漂移区与介质层之间的全部边界或者设定的部分边界为圆弧;

基于所述椭圆弧或多段弧确定一个等效圆弧;

所述漂移区全部区域或者设定的部分区域内,其各位置的掺杂浓度处于 到之间,其中,Ec为漂移区材料的临界击穿电场强度,ε0为真空介电常数,εr为漂移区材料的相对介电常数,q为单位电荷量,Re为相应位置到所述等效圆弧所在圆心的距离。

3.如权利要求1或2所述的半导体器件,其特征在于,所述衬底掺杂浓度大于 其中,Ec为漂移区材料的临界击穿电场强度,ε0为真空介电常数,εr为漂移区材料的相对介电常数,q为单位电荷量,r为所述圆弧或等效圆弧的曲率半径。

4.如权利要求1或2所述的半导体器件,其特征在于,所述圆弧的弧度处于1/3π到2/3π之间;

或者,所述等效圆弧的弧度处于1/3π到2/3π之间。

5.如权利要求1或2所述的半导体器件,其特征在于,所述圆弧远离漂移区上表面的端点与所述圆弧所在圆心形成的连线与竖直方向之间的夹角大于等于0°,小于等于30°;

或者,所述等效圆弧远离漂移区上表面的端点与所述等效圆弧所在圆心形成的连线与竖直方向之间的夹角大于等于0°,小于等于30°。

6.如权利要求1或2所述的半导体器件,其特征在于,所述漂移区的上表面或侧面连接条形漂移区;

或者,所述漂移区的上表面存在一层表面掺杂层,所述表面掺杂层的掺杂浓度根据需要确定。

7.如权利要求1或2所述的半导体器件,其特征在于,所述半导体衬底之上设有沟道区,在所述沟道区与半导体衬底之间设置介质层。

8.一种电源管理芯片,其特征在于,采用权利要求1‑7任一项所述的半导体器件。

9.一种半导体器件的制备方法,其特征在于,包括:

利用光刻胶在衬底表面形成刻蚀窗口;

利用刻蚀技术对刻蚀窗口中的衬底进行刻蚀,使刻蚀窗口中心正下方的衬底刻蚀深度达到设定的要求;

利用各向同性的刻蚀技术对衬底继续进行刻蚀,使衬底上刻蚀出凹陷区域,并去除光刻胶;各向同性刻蚀技术将使所述凹陷区域的边界呈现出圆弧或者椭圆弧,或者由两段或两段以上的弧连接而成的多段弧形,或者由直线段与所述圆弧或椭圆弧或多段弧形连接而成的近似圆弧的形状;

在刻蚀后的衬底上沉积带有设定掺杂浓度的材料,不同沉积厚度处材料的掺杂浓度根据设计需要逐渐变化,从而形成掺杂浓度渐变的漂移区,沉积的总厚度根据设计需要进行调整;

利用化学机械抛光工艺,将设定平面上方的沉积材料和衬底去除,遗留在原凹陷区域的沉积材料即形成了掺杂浓度渐变的边界形状为圆弧形或者近似圆弧形的漂移区。