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专利号: 2021108120478
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:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种N衬底沟槽型GaN绝缘栅双极型晶体管,其特征在于,该晶体管呈左右对称结构,左半边结构包括:P+集电极(1)、N‑漂移区(2)、P‑沟道区(3)、N+发射极衬底(4)、绝缘介质层(5)、栅极金属接触区(6)、集电极金属接触区(7)、发射极金属接触区Ⅰ(8)和发射极金属接触区Ⅱ(9);

所述P+集电极(1)位于集电极金属接触区(7)下表面,并与N‑漂移区(2)上表面接触;所述N‑漂移区(2)下表面与P‑沟道区(3)上表面接触,其右下表面与绝缘介质层(5)左上表面接触;所述P‑沟道区(3)下表面与N+发射极衬底(4)上表面和发射极金属接触区Ⅱ(9)上表面接触,其右表面与绝缘介质层(5)左表面中间部分接触;所述N+发射极衬底(4)位于P‑沟道区(3)下表面和绝缘介质层(5)下表面,其下表面与发射极金属接触区Ⅰ(8)上表面接触;

所述绝缘介质层(5)左表面与N‑漂移区(2)右下表面接触,与P‑沟道区(3)右表面接触,与N+发射极衬底(4)上中表面接触;所述栅极金属接触区(6)位于绝缘介质层(5)上表面;所述发射极金属接触区Ⅱ(9)镶嵌于N+发射极衬底(4)内部,其上表面与P‑沟道区(3)下表面接触,其下表面与发射极金属接触区Ⅰ(8)上表面接触。

2.根据权利要求1所述的N衬底沟槽型GaN绝缘栅双极型晶体管,其特征在于,该晶体管还包括N‑缓冲层(10),所述N‑缓冲层(10)位于P+集电极(1)下表面,并与N‑漂移区(2)上表面接触。

3.根据权利要求1所述的N衬底沟槽型GaN绝缘栅双极型晶体管,其特征在于,该晶体管结构适用于沟槽型MOS管,即将所述P+集电极(1)替换为N+漏极区(11)。

4.根据权利要求1所述的N衬底沟槽型GaN绝缘栅双极型晶体管,其特征在于,所述P+集

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电极(1)掺入杂质浓度为5×10 cm ;所述N‑漂移区(2)掺入杂质浓度为1×10 cm ;所述

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P‑沟道区(3)掺入杂质浓度为1×10 cm ;所述N+发射极衬底(4)掺入杂质浓度为2×10‑3cm 。

5.根据权利要求1所述的N衬底沟槽型GaN绝缘栅双极型晶体管,其特征在于,所述集电极金属接触区(7)的材料包括Al、Au或Pt。

6.根据权利要求1所述的N衬底沟槽型GaN绝缘栅双极型晶体管,其特征在于,所述发射极金属接触区Ⅰ(8)的材料包括Ti/Al/Ti/Au合金、Ti/Al/Ni/Au合金或Ti/Al/Mo/Au合金;所述发射极金属接触区Ⅱ(9)的材料包括Ni/Ti叠金。

7.根据权利要求1所述的N衬底沟槽型GaN绝缘栅双极型晶体管,其特征在于,所述绝缘介质层(5)的材料包括SiN、AlN、MgO、Ga2O3、AlHfOx及HfSiON中的一种或者几种的组合。

8.根据权利要求1 7中任意一项所述的N衬底沟槽型GaN绝缘栅双极型晶体管,其特征~在于,该晶体管是基于GaN衬底材料制作形成。