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专利号: 2020111201705
申请人: 重庆邮电大学
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:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于SiC衬底沟槽型MPS二极管元胞结构,其特征在于:该结构包括阴极金属Al接触区(1)、N+高浓度衬底层(2)、N-低浓度外延层(3)、P+发射区(4)、P型保护环(5)、沟槽SiO2介质区(6)、阳极金属Ni接触区(7)、P+N-结接触面(8)和阳极金属NiN-肖特基结接触面(9);

所述阴极金属Al接触区(1)位于N+高浓度衬底层(2)的下表面;

所述N+高浓度衬底层(2)分别位于N-低浓度外延层(3)的下表面与阴极金属Al接触区(1)的上表面;

所述N-低浓度外延层(3)分别位于P+发射区(4)的下表面、阳极金属Ni接触区(7)的右下表面,同时位于P型保护环(5)的下表面、右表面和左下表面,还位于N+高浓度衬底层(2)的上表面;

所述P+发射区(4)分别位于N-低浓度外延层(3)上左表面和阳极金属Ni接触区(7)的下左表面,同时P+发射区(4)的右表面还与P型保护环(5)的左上表面接触;

所述P型保护环(5)位于沟槽SiO2介质区(6)的下表面、左表面和右表面,同时P型保护环(5)的左上角和右上角与阳极金属Ni接触区(7)接触,P型保护环(5)的右表面、左下表面和下表面与所述N-低浓度外延层(3)接触,P型保护层(5)的左上表面还与P+发射区(4)的右表面接触;

所述沟槽SiO2介质区(6)位于P型保护环(5)和阳极金属Ni接触区(7)的中间,P型保护环(5)和阳极金属Ni接触区(7)将沟槽SiO2介质区(6)包围起来,避免与其他区域接触;

所述阳极金属Ni接触区(7)作为二极管的阳极,分别位于N-低浓度外延层的右上表面、P+发射区(4)的上表面、沟槽SiO2介质区(6)的上表面,同时还与P型保护环(5)的左上角和右上角接触;

所述P+N-结接触面(8)是P+发射区(4)与N-低浓度外延层(3)的交界面,分别位于P+发射区(4)的上表面和N-低浓度外延层(3)的部分上表面;

所述阳极金属Ni N-肖特结接触面(9)是阳极金属Ni接触区(7)与N-低浓度外延层(3)的交界面,分别位于阳极金属Ni接触区(7)的下右表面与N-低浓度外延层(3)的上右表面。

2.根据权利要求1所述的一种基于SiC衬底沟槽型MPS二极管元胞结构,其特征在于:所述器件结构中,P型保护环(5)掺入P型杂质浓度范围为5×1016~1×1018cm-3。

3.根据权利要求2所述的一种基于SiC衬底沟槽型MPS二极管元胞结构,其特征在于:所述沟槽SiO2介质区(6)采用Si3N4、AlN、HfO2或其他高K介质材料替换。

4.根据权利要求3所述的一种基于SiC衬底沟槽型MPS二极管元胞结构,其特征在于:所述沟槽SiO2介质区(6)的长度为1~5μm,能够调节,其宽度为1~3μm,能够调节。

5.根据权利要求4所述的一种基于SiC衬底沟槽型MPS二极管元胞结构,其特征在于:所

18 20 -3

述P+发射区(4)为重掺杂的P型半导体,其掺杂浓度范围为1×10 ~1×10 cm 。