[发明专利]用于快速开关的带有可控注入效率的二极管结构

权利要求书

1.一种设置在半导体衬底中的半导体器件，其特征在于，包括；

一个第二导电类型的第二半导体层位于所述的半导体衬底的顶部；以及

一个第一导电类型的第一半导体层，位于所述的第二半导体层下方；

其中第一半导体层还包括一个第一导电类型的注入效率控制缓冲层，直接设置在所述的第二导电类型的第二半导体层下方，所述的注入效率控制缓冲层位于第一半导体层的顶部；

其中第一半导体层还包括一个第一导电类型的漂流区，位于注入效率控制缓冲层下方，其中注入效率控制缓冲层的掺杂浓度高于漂流层，从而控制所述的第二半导体层的注入效率，并且其中第一半导体层和第二半导体层包括二极管的两部分，一部分作为阳极，另一部分作为阴极。

2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，第一半导体层还包括：

一个第一导电类型的底部重掺杂区，位于半导体衬底的底部；

一个所述的第一导电类型的软恢复缓冲层，设置在所述的底部重掺杂区上方，以及所述的漂流区下方，所述的软恢复缓冲层的掺杂浓度低于底部重掺杂区，高于漂流区。

3.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还包括：

一个在半导体衬底中开口的沟槽栅极，延伸到注入效率控制缓冲层内。

4.如权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，沟槽栅极还包括一个偏置的栅极电极，使它对所述的注入效率控制缓冲层进行电荷补偿。

5.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，沟槽栅极还包括一个栅极电极，电连接到第二半导体层。

6.如权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，还包括：

一个第二导电类型的击穿电压增强掺杂区，位于所述的第二半导体层的邻近部分之间，其中击穿电压增强掺杂区是电浮动的。

7.如权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，还包括：

第二导电类型的多个击穿电压增强掺杂区位于所述的第二半导体层的邻近部分之间，其中多个击穿电压增强掺杂区是电浮动的。

8.如权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，还包括：

多个沟槽栅极，位于所述的第二半导体层的邻近部分之间。

9.如权利要求8所述的半导体器件，其特征在于，还包括：

第二导电类型的浮动区，位于所述的多个沟槽栅极内邻近的沟槽栅极之间，所述的浮动区是电浮动的。

10.如权利要求8所述的半导体器件，其特征在于，还包括：

一个金属层，设置在所述的半导体衬底上方，金属层电连接到所述的第二半导体层和所述的沟槽栅极；以及轻掺杂区，位于所述的多个沟槽栅极内邻近的沟槽栅极之间，使所述的金属层和所述的轻掺杂区之间的接触成为肖特基接触。

11.如权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述的第一半导体层还包括一个第一导电类型的重掺杂区，在所述的第一半导体层的底部，所述的重掺杂区设置在所述的半导体衬底底面上的局部区域，使底面上的另一个区域不含有所述的重掺杂区。

12.如权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，第一导电类型为N-型，第二导电类型为P-型。

13.如权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，其中：

第一半导体层和第二半导体层构成一个垂直二极管，其中半导体衬底还包括一个绝缘栅双极晶体管(IGBT)，使所述的二极管与所述的IGBT集成。

14.如权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，第一半导体层还包括：

一个第一导电类型的底部重掺杂区，位于半导体衬底的底部；

一个所述的第一导电类型的软恢复缓冲层，设置在所述的底部重掺杂区上方，以及所述的漂流区下方，所述的软恢复缓冲层的掺杂浓度低于底部重掺杂区，高于漂流区。

15.如权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，还包括：

一个顶部金属层，电连接到沟槽栅极和第二半导体层；以及

一个底部金属层，在第一半导体层的底部。