[发明专利]一种具有集成隧穿二极管的超结功率MOSFET

权利要求书

1.一种具有集成隧穿二极管的超结功率MOSFET，其特征在于，包括：漏端电极(01)、N型衬底(02)、N型掺杂区(03)、绝缘层Ⅰ(04)、P型掺杂区Ⅰ(05)、P型掺杂区Ⅱ(06)、N+掺杂区Ⅰ(07)、P+掺杂区Ⅰ(08)、栅氧化层(09)、多晶硅栅(10)、源端电极(11)、P+掺杂区Ⅱ(12)、N+掺杂区Ⅱ(13)、绝缘层Ⅱ(14)和浮空电极(15)；

所述N型衬底(02)在漏端电极(01)上方；N型掺杂区(03)、绝缘层Ⅰ(04)、P型掺杂区Ⅰ(05)在N型衬底(02)上方；P型掺杂区Ⅱ(06)在N型掺杂区(03)上方；N+掺杂区Ⅰ(07)、P+掺杂区Ⅰ(08)和N+掺杂区Ⅱ(13)在P型掺杂区Ⅱ(06)上方；

所述栅氧化层(09)被N型掺杂区(03)、P型掺杂区Ⅱ(06)和N+掺杂区Ⅰ(07)包围；多晶硅栅(10)被栅氧化层(09)包围；

所述源端电极(11)在N+掺杂区Ⅰ(07)和P+掺杂区Ⅰ(08)上方；P+掺杂区Ⅱ(12)在P型掺杂区Ⅰ(05)上方；浮空电极(15)在P+掺杂区Ⅱ(12)上方；绝缘层Ⅱ(14)在P+掺杂区Ⅰ(08)和N+掺杂区Ⅱ(13)上方；

所述绝缘层Ⅰ(04)将N型掺杂区(03)、P型掺杂区Ⅱ(06)、N+掺杂区Ⅱ(13)与P型掺杂区Ⅰ(05)、P+掺杂区Ⅱ(12)相隔离；绝缘层Ⅱ(14)将源端电极(11)与浮空电极(15)相隔离；

所述N+掺杂区Ⅰ(07)、P+掺杂区Ⅰ(08)与源端电极(11)相连接；N+掺杂区Ⅱ(13)和P+掺杂区Ⅱ(12)与浮空电极(15)相连接；N型掺杂区(03)、P型掺杂区Ⅱ(06)、N+掺杂区Ⅰ(07)、栅氧化层(09)和多晶硅栅(10)分别作为一个nMOS的漏端、衬底、源端、氧化层和栅电极；N型掺杂区(03)、绝缘层Ⅰ(04)、P型掺杂区Ⅰ(05)共同作为超结的体区；

所述P+掺杂区Ⅰ(08)和N+掺杂区Ⅱ(13)构成一个隧穿二极管，连接源端电极(11)和浮空电极(15)。

2.根据权利要求1所述的一种具有集成隧穿二极管的超结功率MOSFET，其特征在于，所述隧穿二极管与由P+掺杂区Ⅱ(12)、P型掺杂区Ⅰ(05)和N型衬底(02)构成的二极管串联，在超结功率MOSFET体二极管导通时，这两个串联的二极的开启电压为1.4V。

3.根据权利要求2所述的一种具有集成隧穿二极管的超结功率MOSFET，其特征在于，在超结功率MOSFET体二极管导通时，由P+掺杂区Ⅰ(08)、P型掺杂区Ⅱ(06)、N型掺杂区(03)和N型衬底(02)构成的二极管的开启电压为0.7V。

4.根据权利要求1所述的一种具有集成隧穿二极管的超结功率MOSFET，其特征在于，半导体材料包括硅、锗、砷化镓、碳化硅或氮化镓。

5.根据权利要求1所述的一种具有集成隧穿二极管的超结功率MOSFET，其特征在于，绝缘层材料包括二氧化硅、氮化硅或钛酸锶钡。