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【技术实现步骤摘要】
本专利技术实施例涉及半导体器件,特别涉及一种场效应晶体管及其制备方法。
技术介绍
1、功率mosfet(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种半导体分立器件。它具有输入阻抗高、损耗低、开关速度快、频率特性好等优点。功率器件通常要求较高的击穿电压和较低的导电电阻,但功率mosfet存在ron,sp∝vb2.5的“硅极限”问题。因此随着器件的击穿电压增大,导电损耗相应增大。超结结构的出现打破了传统的“硅极限”,超结mosfet具有优良的电特性,是大功率系统中理想的功率开关器件。
2、近年来,由于太空中各种重离子和射线的存在,空间辐射环境复杂,器件寿命受到严重影响,这对于功率器件在特殊环境下的可靠性提出了更高的要求。在空间辐照环境下,多种多样的重粒子和宇宙射线对器件的工作寿命造成严重影响,如单粒子效应(see),是mosfet器件的永久失效机制之一,主要有单粒子栅穿(segr)和单粒子烧毁(seb)两种。
3、单粒子烧毁(seb)是由重离子撞击处于阻断状态的器件而引发的。电子-空穴对沿着重离子的入射路径产生,该寄生双极晶体管由mosfet功率晶体管固有的n源极、p体区和n漂移区形成。如果产生的载流子电流导致电压下降并导通寄生双极结型晶体管(bjt),就会发生载流子倍增,导致电流过大,造成热烧毁。
4、单粒子栅穿效应(segr)是由于重离子撞击造成的栅氧化层的击穿。当n沟道器件处于关断状态时,即当vgs≤
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种场效应晶体管及其制备方法,能够提高场效应晶体管的抗单粒子效应性能。
2、为解决上述技术问题,本专利技术的第一方面提供了一种场效应晶体管,包括:
3、衬底;
4、外延层,叠设于所述衬底上;
5、导电层,叠设于所述外延层上,且位于所述外延层背离所述衬底的一侧;
6、沟道层,设于所述导电层背离所述衬底的一侧;
7、其中,所述外延层包括多个由半导体基质构成的子外延层,多个所述子外延层掺杂有杂质元素,在所述衬底朝向所述沟道层的方向上,多个所述子外延层的杂质元素的浓度递减。
8、本专利技术还提供了一种制备上述场效应晶体管的方法,包括:
9、提供一衬底,在所述衬底上形成依次形成多个子外延层,多个所述子外延层由半导体基质构成,且掺杂有杂质元素,在远离所述衬底的方向上,多个所述子外延层的杂质元素的浓度递减;
10、在远离所述衬底的所述子外延层上形成导电层;
11、在所述导电层上形成沟道层。
12、本专利技术第二方面还提供了另一种场效应晶体管,包括:
13、衬底;
14、导电层,叠设于所述衬底上;
15、沟道层,设于所述导电层背离所述衬底的一侧;
16、其中,所述导电层包括第一导电型柱区,所述第一导电型柱区由掺杂有第一类杂质元素的半导体基质构成,在所述衬底朝向所述沟道层的方向上,所述第一类杂质元素的掺杂浓度递减。
17、本专利技术还提供了一种制备上述场效应晶体管的方法,包括:
18、提供一衬底,在所述衬底上依次形成多层第一导电型层,每层所述第一导电型层掺杂有第一类杂质元素,在远离所述衬底的方向上,所述第一类杂质元素的掺杂浓度递减,多层所述第一导电型层形成第一导电型柱区;
19、在所述第一导电型柱区背离所述衬底的一侧形成沟道层。
20、本专利技术相对于现有技术而言,在场效应晶体管内部设置沿远离衬底的方向上掺杂浓度递减的结构,能够使场效应晶体管内部的电场分布平缓变化,避免出现局部强电场和大电流的情况,防止出现局部温度过高,可以提高场效应晶体管在单粒子注入时的耐压能力,增加场效应晶体管的可靠性。
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1.一种场效应晶体管,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的场效应晶体管,其特征在于,
3.根据权利要求2所述的场效应晶体管,其特征在于,
4.根据权利要求2所述的场效应晶体管,其特征在于,
5.根据权利要求4所述的场效应晶体管,其特征在于,
6.根据权利要求2所述的场效应晶体管,其特征在于,
7.根据权利要求6所述的场效应晶体管,其特征在于,
8.根据权利要求1-7任一项所述的场效应晶体管,其特征在于,
9.一种如权利要求1所述的场效应晶体管的制备方法,其特征在于,
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,
11.根据权利要求10所述的制备方法,其特征在于,
12.根据权利要求11所述的制备方法,其特征在于,
13.一种场效应晶体管,其特征在于,包括:
14.根据权利要求13所述的场效应晶体管,其特征在于,
15.根据权利要求14所述的场效应晶体管,其特征在于,
16.根据权利要求13所
17.根据权利要求16所述的场效应晶体管,其特征在于,
18.根据权利要求13-17任一项所述的场效应晶体管,其特征在于,
19.一种如权利要求13所述的场效应晶体管的制备方法,其特征在于,
20.根据权利要求19所述的制备方法,其特征在于,
21.根据权利要求20所述的制备方法,其特征在于,
...【技术特征摘要】
1.一种场效应晶体管,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的场效应晶体管,其特征在于,
3.根据权利要求2所述的场效应晶体管,其特征在于,
4.根据权利要求2所述的场效应晶体管,其特征在于,
5.根据权利要求4所述的场效应晶体管,其特征在于,
6.根据权利要求2所述的场效应晶体管,其特征在于,
7.根据权利要求6所述的场效应晶体管,其特征在于,
8.根据权利要求1-7任一项所述的场效应晶体管,其特征在于,
9.一种如权利要求1所述的场效应晶体管的制备方法,其特征在于,
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,
11.根据权利要求10所述的制备方法,其...
【专利技术属性】
技术研发人员:贾国,刘广海,苏晓山,宋吉昌,雷正龙,张熠鑫,
申请(专利权)人:深圳吉华微特电子有限公司,
类型:发明
国别省市:
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