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专利号: 202210553866X
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有双沟槽的4H‑SiC横向绝缘栅双极型晶体管器件,其特征在于,该器件包括沟槽氧化层(1)、N‑drift区(2)、轻掺杂P‑epi层(3)、重掺杂P+epi层(4)、N型4H‑SiC衬底(5)、P‑base区(6)、N+注入区(7)、P+注入区Ⅰ(8)、P+注入区Ⅱ(10)、N‑buffer区(9)、金属衬底电极(11)、金属集电极(12)、金属发射极(13)、栅极氧化层(14)和多晶硅沟槽栅(15);

所述沟槽氧化层(1)位于金属集电极(12)和金属发射极(13)之间,下方深入N‑drift区(2),其左侧与P‑base区(6)右侧和P+注入区Ⅰ(8)右侧接触,右侧与N‑buffer区(9)被N‑drift区(2)隔开;

所述N‑drift区(2)位于沟槽氧化层(1)下表面,与栅极氧化层(14)右侧下部、P‑base区(6)下表面和N‑buffer区(9)左下表面接触,N‑drift区(2)下表面与轻掺杂P‑epi层(3)接触;

所述轻掺杂P‑epi层(3)分别位于N‑drift区(2)的下表面与重掺杂P+epi层(4)的上表面;

所述重掺杂P+epi层(4)分别位于轻掺杂P‑epi层(3)的下表面与N型4H‑SiC衬底(5)的上表面;

所述N型4H‑SiC衬底(5)分别位于重掺杂P+epi层(4)的下表面与金属衬底电极(11)的上表面;

所述P‑base区(6)位于N‑drift区(2)的上表面,同时P‑base区(6)上表面与N+注入区(7)下表面和P+注入区Ⅰ(8)下表面接触,P‑base区(6)的左右侧面分别与栅极氧化层(14)右侧中部和沟槽氧化层(1)左侧中下部接触;

所述N+注入区(7)下侧与P‑base区(6)接触,其右侧与P+注入区Ⅰ(8)左侧接触,其上侧与金属发射极(13)下侧左半部分接触,其左侧与栅极氧化层(14)右侧部分接触;

所述P+注入区Ⅰ(8)右侧与沟槽氧化层(1)左侧部分接触,其下侧与P‑base区(6)上侧右半部分接触,其左侧与N+注入区(7)右侧接触,其上侧与金属发射极(13)下侧右半部分接触;

所述N‑buffer区(9)与N‑drift区(2)和P+注入区Ⅱ(10)接触,切位于中间位置,三者上表面齐平与沟槽氧化层(1)接触;

所述P+注入区Ⅱ(10)下表面和左侧与N‑buffer区(9)接触,其上表面分别与沟槽氧化层(1)和金属集电极(12)下表面接触;

所述金属衬底电极(11)位于N型4H‑SiC衬底(5)的下表面;

所述金属集电极(12)位于P+注入区Ⅱ(10)的上表面,左侧与沟槽氧化层(1)接触;

所述金属发射极(13)位于N+注入区(7)和P+注入区Ⅰ(8)的上表面,其左侧与栅极氧化层(14)接触,其右侧与沟槽氧化层(1)接触;

所述栅极氧化层(14)位于轻掺杂P‑epi层(3)上方,其左侧与多晶硅沟槽栅(15)接触,右侧分别于与N‑drift区(2)、P‑base区(6)和N+注入区(7)接触;

所述多晶硅沟槽栅(15)镶嵌于栅极氧化层(14)内部。

2.根据权利要求1所述的4H‑SiC横向绝缘栅双极型晶体管器件,其特征在于,所述N‑drift区(2)、N型4H‑SiC衬底(5)、N+注入区(7)和N‑buffer区(9)掺入N型杂质。

3.根据权利要求1所述的4H‑SiC横向绝缘栅双极型晶体管器件,其特征在于,所述轻掺杂P‑epi层(3)、重掺杂P+epi层(4)、重掺杂P+epi层(4)掺、P+注入区Ⅰ(8)和P+注入区Ⅱ(10)掺入P型杂质。

4.根据权利要求1所述的4H‑SiC横向绝缘栅双极型晶体管器件,其特征在于,所述金属衬底电极(11)、金属集电极(12)和金属发射极(13)的材料为Al、Au或Pt。

5.根据权利要求1所述的4H‑SiC横向绝缘栅双极型晶体管器件,其特征在于,所述栅极氧化层(14)采用SiO2、SiN、Al2O3、AlN、MgO、Ga2O3、AlHfOx及HfSiON中的一种或者几种的组合。