一种抗位移辐射加固的MOS栅控晶闸管的制作方法

文档序号:22434236发布日期:2020-10-02 10:22阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种抗位移辐射加固的mos栅控晶闸管,其特征在于:自上而下包括金属阴极(1)、第一阱区(5)、第二阱区(6)、衬底(7)、第三阱区(8)、阳极掺杂层(9)和金属阳极(10);

栅极(2)、栅氧化层(3)、阴极掺杂区(4)、第一阱区(5)、第二阱区(6)、衬底(7)、第三阱区(8)和阳极掺杂层(9)构成器件的半导体芯片;所述的金属阴极(1)与半导体芯片的上端面接触;所述的阴极掺杂区(4)位于第一阱区(5)的内部左右两侧;所述的第一阱区(5)位于第二阱区(6)的内部;所述的第二阱区(6)位于衬底(7)的内部;所述的阴极掺杂区(4)、第一阱区(5)、第二阱区(6)和衬底(7)的部分区域裸露在半导体芯片的上端面;所述的半导体芯片为左右对称结构,金属阴极(1)、栅极(2)、栅氧化层(3)、阴极掺杂区(4)、第一阱区(5)、第二阱区(6)、衬底(7)、第三阱区(8)、阳极掺杂层(9)和金属阳极(10)都关于半导体芯片中心左右对称,所述的金属阴极(1)与半导体芯片的上端面的内部区域接触,栅氧化层(3)与半导体芯片的上端面的外部区域接触;所述的金属阴极(1),与阴极掺杂区(4)和第一阱区(5)的部分表面区域接触;所述的栅氧化层(3),与衬底(7)和第二阱区(6)的表面区域接触,并与阴极掺杂区(4)和第一阱区(5)的部分表面接触;所述的栅极(2)置于栅氧化层(3)的内部;所述的栅极(2)覆盖衬底(7)和第二阱区(6)的表面区域,并覆盖阴极掺杂区(4)和第一阱区(5)的部分表面区域;所述的栅极(2)与金属阴极(1)不接触;

所述的阳极掺杂层(9)和第三阱区(8)的部分区域裸露在芯片下端面;所述的金属阳极(10)与半导体芯片的下端面接触;

所述的第一阱区(5)、衬底(7)和第三阱区(8)掺有同种类型的杂质,所述的阴极掺杂区(4)、第二阱区(6)和金属阳极(10)掺有另一种类型的杂质。

2.根据权利要求1所述的一种抗位移辐射加固的mos栅控晶闸管,其特征在于:所述的第二阱区(6)与金属阳极(10)短接,即采用阳极短路结构,抑制器件下部三极管的直流增益,使得在栅极开路或零栅压条件下,器件内部晶闸管的闩锁条件不满足,器件能够承受正向高压。

3.根据权利要求1所述的一种抗位移辐射加固的mos栅控晶闸管,其特征在于:所述的第二阱区(6)为缓变掺杂区,从半导体芯片上表面至芯片内部,第二阱区(6)中的掺杂浓度逐渐减小。

4.根据权利要求1所述的一种抗位移辐射加固的mos栅控晶闸管,其特征在于:所述的第三阱区(8)为高掺杂区,掺杂浓度高于上部的衬底(7);所述的第三阱区(8)为缓变掺杂区,从半导体芯片下表面至芯片内部,第三阱区(8)中的掺杂浓度逐渐减小。

5.根据权利要求1所述的一种抗位移辐射加固的mos栅控晶闸管,其特征在于:所述的衬底(7)为低掺杂区,衬底(7)的掺杂浓度为1013-1014cm-3,器件正向阻断条件下,能承受电压。

6.根据权利要求4所述的一种抗位移辐射加固的mos栅控晶闸管,其特征在于:高掺杂区的掺杂浓度为1015-1017cm-3


技术总结
本发明提供了一种抗位移辐射加固的MOS栅控晶闸管,属于功率器件技术领域;所述MOS栅控晶闸管自上而下主要包括金属阴极、第一阱区、第二阱区、衬底、第三阱区、阳极掺杂层和金属阳极;第三阱区和金属阳极短接,实现零栅压条件下的正向耐压;衬底和第三阱区为同型掺杂,第三阱区的掺杂浓度高于衬底;第二阱区和第三阱区为缓变掺杂区;衬底为低掺杂区。基于本发明器件结构能够提高MOS栅控晶闸管抗位移辐照的能力。

技术研发人员:李泽宏;李磊;吴玉舟;任敏;张波
受保护的技术使用者:电子科技大学
技术研发日:2020.06.30
技术公布日:2020.10.02
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