[发明专利]一种绝缘栅型光电导开关

权利要求书

1.一种光电导开关器件，其包括：半绝缘衬底、该半绝缘衬底的上表面上制成的阳极、在该半绝缘衬底的下表面上制成的第一n型掺杂层、在该第一n型掺杂层上制成的p型掺杂层、在该p型掺杂层上制成的第二n型掺杂层、在该第二n型掺杂层上制成的阴极、朝向所述第一n型掺杂层竖直延伸且到达该第一n型掺杂层的一部分的多个凹槽、在该多个凹槽的底部和槽壁以及所述第二n型掺杂层上制成的绝缘层、以及在该多个凹槽的底部和槽壁上的绝缘层上制成的栅极和为确保该多个凹槽处的栅极彼此电连接而在位于所述第二n型掺杂层上的绝缘层的一部分上制成的栅极，其中阴极与栅极之间是电隔离的，通过设计所述第一n型掺杂层、所述p型掺杂层和所述第二n型掺杂层的浓度和厚度参数以确保所述第一n型掺杂层和所述p型掺杂层之间形成的反向p-n结的空间电荷区随偏置电压的增大而先扩展到所述的半绝缘衬底一侧，而不是先扩展到所述第二n型掺杂层。

2.根据权利要求1所述的光电导开关器件，其特征在于，所述第二n型掺杂层上的阴极、绝缘层和栅极之间的位置关系是：所述阴极在所述第二n型掺杂层的表面上，所述绝缘层在所述阴极的表面上，所述栅极在所述绝缘层的表面上，此时所述凹槽是穿过所述阴极层、所述第二n型掺杂层和所述p型掺杂层以达到所述第一n型掺杂层的一部分内。

3.根据权利要求1所述的光电导开关器件，其特征在于，所述第二n型掺杂层上的阴极、绝缘层和栅极之间的位置关系是：所述阴极在所述第二n型掺杂层的一部分表面上，所述绝缘层在所述第二n型掺杂层的未被阴极覆盖的表面上，所述栅极在所述绝缘层的表面上且与所述阴极之间具有间隔以确保电隔离，此时所述凹槽是穿过所述第二n型掺杂层和所述p型掺杂层以达到所述第一n型掺杂层的一部分内。

4.根据权利要求1所述的光电导开关器件，其特征在于，所述第一n型掺杂层、所述p型掺杂层、所述第二n型掺杂层、所述绝缘层和所述栅极形成金属绝缘半导体场效应晶体管结构，其中每个金属绝缘半导体场效应晶体管单元的栅极是布置在所述凹槽底部的所述栅极，多个金属绝缘半导体场效应晶体管单元是电学并联关系。

5.根据权利要求4所述的光电导开关器件，其特征在于，所述金属绝缘半导体场效应晶体管单元的个数、形状和排列方式的设计要求为：1)有利于减小光电导开关的电流密度；2)所述多个MISFET单元的总的沟道漏电流小；3)便于后续的封装工艺。

6.根据权利要求1所述的光电导开关器件，其特征在于，第一n型掺杂层和p型掺杂层之间的反向p-n结的击穿电压阈值为所述光电导开关器件的额定直流偏置电压的0.1-0.9倍之间的任意值。