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专利号: 2019112417738
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有NiO/SiC pn异质结的SiC绝缘栅双极晶体管,其特征在于:包括p-NiO层(1),该p-NiO层(1)的材料为p型NiO,在p-NiO层(1)上表面设置有n-SiC缓冲层(2),该n-SiC缓冲层(2)的材料为n型SiC;

在n-SiC缓冲层(2)上表面设置有n-SiC漂移区(3),该n-SiC漂移区(3)的材料为n型SiC;

在n-SiC漂移区(3)上表面镶嵌有p-SiC阱区(4),该p-SiC阱区(4)的材料为p型SiC;

在p-SiC阱区(4)上表面镶嵌有p-SiC欧姆接触区(5)与n-SiC发射区(6);

在n-SiC漂移区(3)上表面、p-SiC阱区(4)上表面、以及远离p-SiC欧姆接触区(5)的n-SiC发射区(6)上表面共同覆盖有栅绝缘介质薄膜(7);

在栅绝缘介质薄膜(7)上表面覆盖有栅极(8);

在p-SiC欧姆接触区(5)上表面、靠近p-SiC欧姆接触区(5)一侧的n-SiC发射区(6)上表面共同覆盖有发射极(9);

在栅极(8)上方覆盖有绝缘钝化介质薄膜(11),同时绝缘钝化介质薄膜(11)伸进发射极(9)与栅极(8)之间的空间;

在发射极(9)及绝缘钝化介质薄膜(11)上表面共同覆盖有金属(12);

在p-NiO层(1)下端面覆盖有集电极(10)。

2.根据权利要求1所述的具有NiO/SiC pn异质结的SiC绝缘栅双极晶体管,其特征在于:所述的p-NiO层(1)的厚度为0.1μm-100μm,该p-NiO层(1)的上下端表面积为1μm2-

2000cm2;

所述的n-SiC缓冲层(2)的厚度为0.1μm-5.0μm,该n-SiC缓冲层(2)的上下端表面积为1μm2-2000cm2。

3.根据权利要求1所述的具有NiO/SiC pn异质结的SiC绝缘栅双极晶体管,其特征在于:所述的n-SiC漂移区(3)的厚度为30μm-500μm,该n-SiC漂移区(3)的上下端表面积为1μm2-2000cm2;

所述的p-SiC阱区(4)的厚度为0.5μm-5.0μm,该p-SiC阱区(4)的上下端表面积为1μm2-

2000cm2。

4.根据权利要求1所述的具有NiO/SiC pn异质结的SiC绝缘栅双极晶体管,其特征在于:所述的p-SiC欧姆接触区(5)的材料为p型SiC,杂质浓度高于p-SiC阱区(4);该p-SiC欧姆接触区(5)的厚度为0.1μm-1.0μm;

所述的n-SiC发射区(6)的材料为n型SiC;该n-SiC发射区(6)的厚度为0.1μm-1.0μm。

5.根据权利要求1所述的具有NiO/SiC pn异质结的SiC绝缘栅双极晶体管,其特征在于:所述的栅极(8)的厚度为50nm-5μm;面积与所覆盖的栅绝缘介质薄膜(7)相同;栅极(8)的材料选用多晶硅、Al、Cu、Ni、Ti、W等单种或多种的组合;

所述的发射极(9)的厚度为50nm-5.0μm;面积大于所覆盖p-SiC欧姆接触区(5)的上表面积,小于p-SiC欧姆接触区(5)与n-SiC发射区(6)的上表面积之和;该发射极(9)的材料选用Ni、Ti、Al、Ag、Au、W、Mo等单种金属或多种金属的组合。

6.根据权利要求1所述的具有NiO/SiC pn异质结的SiC绝缘栅双极晶体管,其特征在于:所述的栅绝缘介质薄膜(7)的厚度为10nm-200nm;该栅绝缘介质薄膜(7)的材料选用SiO2、Al2O3、HfO2等单种绝缘介质或多种绝缘介质的组合;

所述的绝缘钝化介质薄膜(11)的厚度为50nm-5.0μm;该绝缘钝化介质薄膜(11)的材料选用SiO2、Al2O3、Si3N4、HfO2等单种绝缘介质或多种绝缘介质的组合。

7.根据权利要求1所述的具有NiO/SiC pn异质结的SiC绝缘栅双极晶体管,其特征在于:所述的金属(12)的厚度为0.5μm-5.0μm;该金属(12)的材料选用Ni、Ti、Al、Ag、Au、W、Mo等单种金属或多种金属的组合;

所述的集电极(10)的厚度为50nm-5.0μm;该集电极(10)的材料选用Ni、Ti、Al、Ag、Au、W、Mo等单种金属或多种金属的组合。