[发明专利]一种防止关断失效的栅控晶闸管器件

摘要

本发明提供一种防止关断失效的栅控晶闸管器件，从下到上依次层叠金属化阳极、第一导电类型半导体衬底、第二导电类型半导体外延层、金属化阴极；还包括第一导电类型半导体阱区、第二导电类型半导体阱区、重掺杂第一导电类型半导体区、栅极结构；仅在所述第二导电类型半导体阱区的一侧具有低掺杂的第一导电类型半导体区和由金属填充的沟槽，第一导电类型半导体区的宽度和沟槽的宽度之和小于或等于第二导电类型半导体阱区宽度的一半；本发明能有效地防止栅控晶闸管器件的关断失效，提高栅控晶闸管器件的可靠性。

主权项

1.一种防止关断失效的栅控晶闸管器件，从下到上依次层叠金属化阳极（301）、第一导电类型半导体衬底（302）、第二导电类型半导体外延层（303）、金属化阴极（310）；所述第二导电类型半导体外延层（303）内部上层具有第一导电类型半导体阱区（307）；所述第一导电类型半导体阱区（307）内部上层具有第二导电类型半导体阱区（308）；所述第二导电类型半导体阱区（308）的顶部两侧具有重掺杂第一导电类型半导体区（306）；所述第二导电类型半导体阱区（308）和重掺杂第一导电类型半导体区（306）顶部均与金属化阴极（310）连接；所述第二导电类型半导体阱区（308）两侧具有栅极结构；所述栅极结构从金属化阴极（310）的下表面垂直向下依次贯穿重掺杂第一导电类型半导体区（306）、第二导电类型半导体阱区（308）、第一导电类型半导体阱区（307）；所述栅极结构中具有多晶硅栅电极（304），所述多晶硅栅电极（304）与第二导电类型半导体外延层（303）、第一导电类型半导体阱区（307）、第二导电类型半导体阱区（308）和重掺杂第一导电类型半导体区（306）四者之间通过栅氧化层（305）隔离，所述多晶硅栅电极（304）与金属化阴极（310）之间填充绝缘介质层（309），所述多晶硅栅电极（304）的下表面深度超过第一导电类型半导体阱区（307）的结深；其特征在于：仅在所述第二导电类型半导体阱区（308）的一侧具有轻掺杂第一导电类型半导体区（311）和由金属填充的沟槽（312），所述轻掺杂第一导电类型半导体区（311）的下表面与第一导电类型半导体阱区（307）相接触，所述轻掺杂第一导电类型半导体区（311）的上表面和重掺杂第一导电类型半导体区（306）相接触，所述轻掺杂第一导电类型半导体区（311）的一侧与栅氧化层（305）相接触，所述轻掺杂第一导电类型半导体区（311）的另一侧与第二导电类型半导体阱区（308）和沟槽（312）相接触；所述沟槽（312）的顶部与金属化阴极（310）相接触；所述沟槽（312）下表面的深度小于第二导电类型半导体阱区（308）下表面的结深；所述轻掺杂第一导电类型半导体区（311）的宽度和沟槽（312）的宽度之和小于或等于第二导电类型半导体阱区（308）宽度的一半；所述沟槽（312）和轻掺杂第一导电类型半导体区（311）形成肖特基接触，所述沟槽（312）和重掺杂第一导电类型半导体区（306）形成欧姆接触；所述轻掺杂第一导电类型半导体区（311）的宽度小于或等于沟槽（312）与轻掺杂第一导电类型半导体区（311）形成的肖特基结在不加偏置时的势垒区宽度。/n