[发明专利]常关型场效应晶体管及其制造方法和编程功率场效应晶体管的方法

权利要求书

1.一种常关型晶体管，包括半导体本体，所述半导体本体包括：

第一导电类型的本体区，包括第一掺杂浓度；

第二导电类型的沟道区，与所述本体区一起形成pn结；

绝缘栅电极结构，包括栅电极和布置在所述栅电极与所述沟道区之间的俘获电荷的层，所述栅电极相对于所述沟道区绝缘；以及

其中，所述俘获电荷的电荷类型等同于所述沟道区的多数电荷载流子的电荷类型，并且所述俘获电荷的每面积的载流子密度等于或大于通过沿着在所述本体区与所述栅电极结构之间的沟道区中的线积分所述第一掺杂浓度而获得的载流子密度。

2.根据权利要求1所述的常关型晶体管，其中，每面积的载流子密度的绝对值大于约10¹¹/cm²。

3.根据权利要求1所述的常关型晶体管，其中，所述沟道区与所述栅电极之间的最小距离大于约50 nm。

4.根据权利要求1所述的常关型晶体管，其中，由包括所述俘获电荷的浮栅电极形成所述俘获电荷的层。

5.根据权利要求4所述的常关型晶体管，其中，所述沟道区与所述浮栅电极之间的最小距离大于约50 nm。

6.根据权利要求1所述的常关型晶体管，其中，所述绝缘栅电极结构包括布置在所述沟道区与所述栅电极之间的第一栅介电层和布置在所述沟道区与所述第一栅介电层之间的第二栅介电层，并且其中，沿着所述第一与第二栅介电层之间的界面形成所述俘获电荷的层。

7.根据权利要求1所述的常关型晶体管，其中，所述绝缘栅电极结构包括布置在所述沟道区与所述栅电极之间的栅介电层，所述栅介电层包括所述俘获电荷的至少一部分。

8.根据权利要求7所述的常关型晶体管，其中，所述栅介电层包括掺杂有铝或铯的二氧化硅。

9.根据权利要求1所述的常关型晶体管，其中，所述沟道区包括异质结。

10.根据权利要求1所述的常关型晶体管，其中，所述沟道区包括宽带隙半导体材料。

11.一种功率半导体器件，包括：

半导体本体，包括：

    主水平表面；

    第二导电类型的第一半导体区，包括第一掺杂浓度并延伸至所述主水平表面；

    第一导电类型的第二半导体区，与所述第一半导体区一起形成pn结；以及

布置在所述主水平表面上的栅电极结构，包括栅电极并且被配置成包括俘获电荷以使得当所述栅电极处于与所述第一和第二半导体区相同的电势时形成从所述主表面至少延伸至所述第二半导体区的空间电荷区。

12.根据权利要求11所述的功率半导体器件，还包括与所述第二半导体区欧姆接触的源电极，其中，所述半导体本体还包括与所述源电极欧姆接触并邻接所述第一半导体区的第二导电类型的第三半导体区。

13.一种常关型场效应晶体管半导体器件，包括：

源电极；

漏电极；

沟道区，能够操作以在所述源电极与所述漏电极之间运送电子电流；

栅电极；

俘获的负电荷；以及

其中，所述栅电极相对于所述俘获的负电荷和所述沟道区绝缘，并且所述俘获的负电荷被布置在所述栅电极与所述沟道区之间，使得当所述源电极和所述栅电极处于相同电势时所述沟道区处于关态。

14.根据权利要求13所述的常关型场效应晶体管半导体器件，其中，所述常关型场效应晶体管半导体器件是n沟道功率半导体结构，并且其中，所述沟道与所述栅电极之间的最小距离大于约50 nm。

15.根据权利要求13所述的常关型场效应晶体管半导体器件，其中，在异质结处形成所述沟道。