具有自适应性的场截止电流控制型功率器件的制作方法_2

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场效应来实现的,因此该效应具有随电场增强而增强的自适应特性。
[0033]实施例2
[0034]具有自适应性的场截止电流控制型功率器件包括金属导电层101,所述金属导电层101的一侧设置有衬底或衬底外延层100,这里的衬底或衬底外延层100是二者择一的关系,根据器件结构与相应的工艺,可以是衬底,也可以是衬底外延层。衬底指的是直接购买的衬底基片,如单晶硅,衬底外延层指的是在购买的衬底基片上通过外延法生长的一层单晶薄膜。以PNPN型GTO为例,如图1,使用N型衬底,在正面通过扩散形成P基区与N发射极,即阴极,在背面通过扩散形成P发射极,即阳极,此时标号100实际则为衬底。以NPN型的BJT为例,如图2,使用N型衬底,在其上外延生长出N-集电区、P基区和N+发射区来制作BJT,此时标号100实际则为衬底外延层。所述衬底或衬底外延层100上设置有多个沟槽,所述衬底或衬底外延层100的一侧设置有电流控制型功率器件的正面结构105,沟槽一侧的金属导电层101上设置有电位V端;所述金属导电层101与衬底或衬底外延层100之间还有背面重掺杂区106,各沟槽内设置有沟槽导电填充物102,在沟槽侧壁和沟槽底部1031设置有绝缘层103,各沟槽之间形成感应电荷浓度增强区104。各感应电荷浓度增强区104的宽度分别为al、a2、…、an,其中η代表感应电荷浓度增强区104的数量。
[0035]电流控制型功率器件的正面结构105包括GTO、BJT、PN型二级管或肖特基二极管。
[0036]电位V端为背面电极。
[0037]衬底或衬底外延层100包括硅、碳化硅、氮化镓、砷化镓或金刚石,所述衬底或衬底外延层100的导电类型为P型或者N型。金属导电层101包括多晶娃、招、银、铜、钛、镍、钼、金或其合金。这里的合金具体是指以上述材料为基的合金。沟槽导电填充物102包括多晶硅、铝、银、铜、钛、镍、钼、金或其合金。这里的合金具体是指以上述材料为基的合金。绝缘层103包括氧化硅、氮化硅、氧化钽或氧化锆。
[0038]所述衬底或衬底外延层100为N型的GT0,背面重掺杂区106为P型掺杂;所述衬底或衬底外延层100为P型的GT0,背面重掺杂区106为N型掺杂;所述衬底或衬底外延层100为N型的BJT,背面重掺杂区106为N型掺杂;所述衬底或衬底外延层100为P型的BJT,背面重掺杂区106为P型掺杂。
[0039]各感应电荷浓度增强区104的宽度全部相同、部分相同或全部不同。各沟槽之间的间距即为感应电荷浓度增强区104的宽度。
[0040]所述沟槽的截面为梯形或矩形,沟槽底部1031为直线或弧线,沟槽开口宽度为
0.5um_3um,沟槽底部宽度为0.5um_3um,沟槽间隔为0.5um_l.5um,沟槽深度为2um_20um。
[0041]实施例3
[0042]具有自适应性的场截止电流控制型功率器件包括金属导电层101,所述金属导电层101的一侧设置有衬底或衬底外延层100,这里的衬底或衬底外延层100是二者择一的关系,根据器件结构与相应的工艺,可以是衬底,也可以是衬底外延层。衬底指的是直接购买的衬底基片,如单晶硅,衬底外延层指的是在购买的衬底基片上通过外延法生长的一层单晶薄膜。以PNPN型GTO为例,如图1,使用N型衬底,在正面通过扩散形成P基区与N发射极,即阴极,在背面通过扩散形成P发射极,即阳极,此时标号100实际则为衬底。以NPN型的BJT为例,如图2,使用N型衬底,在其上外延生长出N-集电区、P基区和N+发射区来制作BJT,此时标号100实际则为衬底外延层。所述衬底或衬底外延层100上设置有多个沟槽,所述衬底或衬底外延层100的一侧设置有电流控制型功率器件的正面结构105,沟槽一侧的金属导电层101上设置有电位V端;所述金属导电层101与衬底或衬底外延层100之间还有背面重掺杂区106,各沟槽内设置有沟槽导电填充物102,在沟槽侧壁和沟槽底部1031设置有绝缘层103,各沟槽之间形成感应电荷浓度增强区104。各感应电荷浓度增强区104的宽度分别为al、a2、…、an,其中η代表感应电荷浓度增强区104的数量。
[0043]电流控制型功率器件的正面结构105包括GTO、BJT、PN型二级管或肖特基二极管。
[0044]电位V端为背面电极。
[0045]衬底或衬底外延层100包括硅、碳化硅、氮化镓、砷化镓或金刚石,所述衬底或衬底外延层100的导电类型为P型或者N型。金属导电层101包括多晶娃、招、银、铜、钛、镍、钼、金或其合金。这里的合金具体是指以上述材料为基的合金。沟槽导电填充物102包括多晶硅、铝、银、铜、钛、镍、钼、金或其合金。这里的合金具体是指以上述材料为基的合金。绝缘层103包括氧化硅、氮化硅、氧化钽或氧化锆。
[0046]所述衬底或衬底外延层100为N型的GT0,背面重掺杂区106为P型掺杂;所述衬底或衬底外延层100为P型的GT0,背面重掺杂区106为N型掺杂;所述衬底或衬底外延层100为N型的BJT,背面重掺杂区106为N型掺杂;所述衬底或衬底外延层100为P型的BJT,背面重掺杂区106为P型掺杂。
[0047]各感应电荷浓度增强区104的宽度全部相同、部分相同或全部不同。各沟槽之间的间距即为感应电荷浓度增强区104的宽度。
[0048]所述沟槽的截面为梯形,沟槽底部1031为直线或弧线,沟槽开口宽度为3.0um,沟槽底部1031宽度为0.5um,沟槽间隔为1.5um,沟槽深度为2um。
[0049]实施例4
[0050]具有自适应性的场截止电流控制型功率器件包括金属导电层101,所述金属导电层101的一侧设置有衬底或衬底外延层100,这里的衬底或衬底外延层100是二者择一的关系,根据器件结构与相应的工艺,可以是衬底,也可以是衬底外延层。衬底指的是直接购买的衬底基片,如单晶硅,衬底外延层指的是在购买的衬底基片上通过外延法生长的一层单晶薄膜。以PNPN型GTO为例,如图1,使用N型衬底,在正面通过扩散形成P基区与N发射极,即阴极,在背面通过扩散形成P发射极,即阳极,此时标号100实际则为衬底。以NPN型的BJT为例,如图2,使用N型衬底,在其上外延生长出N-集电区、P基区和N+发射区来制作BJT,此时标号100实际则为衬底外延层。所述衬底或衬底外延层100上设置有多个沟槽,所述衬底或衬底外延层100的一侧设置有电流控制型功率器件的正面结构105,沟槽一侧的金属导电层101上设置有电位V端;所述金属导电层101与衬底或衬底外延层100之间还有背面重掺杂区106,各沟槽内设置有沟槽导电填充物102,在沟槽侧壁和沟槽底部1031设置有绝缘层103,各沟槽之间形成感应电荷浓度增强区104。各感应电荷浓度增强区104的宽度分别为al、a2、…、an,其中η代表感应电荷浓度增强区104的数量。
[0051]电流控制型功率器件的正面结构105包括GTO、BJT、PN型二级管或肖特基二极管。
[0052]电位V端为背面电极。
[0053]衬底或衬底外延层100包括硅、碳化硅、氮化镓、砷化镓或金刚石,所述衬底或衬底外延层100的导电类型为P型或者N型。金属导电层101包括多晶娃、招、银、铜、钛、镍、钼、金或其合金。这里的合金具体是指以上述材料为基的合金。沟槽导电填充物102包括多晶硅、铝、银、铜、钛、镍、钼、金或其合金。这里的合金具体是指以上述材料为基的合金。绝缘层103包括氧化硅、氮化硅、氧化钽或氧化锆。
[0054]所述衬底或衬底外延层100为N型的GT0,背面重掺杂区106为P型掺杂;所述衬底或衬底外延层100为P型的GT0,背面重掺杂区106为N型掺杂;所述衬底或衬底外延层100为N型的BJT,背面重掺杂区106为N型掺杂;所述衬底或衬底外延层100为P型的BJT,背面重掺杂区106为P型掺杂。
[0055]各感应电荷浓度增强区104的宽度全部相同、部分相同或全部不同。各沟槽之间的间距即为感应电荷浓度增强区104的宽度。
[0056]所述沟槽的截面为矩形,沟槽底部1031为直线或弧线,沟槽开口宽度为3.0um,沟槽底部1031宽度为3.0um,沟槽间隔为0.5um,沟槽深度为20um。
[0057]实施例5
[0058]具有自适应性的场截止电流控制型功率器件包括金属导电层101,所述金属导电层101的一侧设置有衬底或衬底外延层100,这里的衬底或衬底外延层100是二者择一的关系,根据器件结构与相应的工艺,可以是衬底,也可以是衬底外延层。衬底指的是直接购买的衬底基片,如单晶硅,衬底外延层指的是在购买的衬底基片上通过外延法生长的一层单晶薄膜。以PNPN型GTO为例,如图1,使用N型衬底,在正面通过扩散形成P基区与N发射极,即阴极,在背面通过扩散形成P发射极,即阳极,此时标号100实际则为衬底。以NPN型的BJT为例,如图2,使用N型衬底,在其上外延生长出N-集电区、P基区和N+发射区来制作BJT,此时标号100实际则为衬底外延层。所述衬底或衬底外延层100上设置有多个沟槽,所述衬底或衬底外延层100的一侧设置有电流控制型功率器件的正面结构105,沟槽一侧的金属导电层101上设置有电位V端;所述金属
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