[发明专利]一种半导体横向器件

摘要

本发明公开一种半导体横向器件。该半导体横向器件利用最佳表面变掺杂形成的半导体表面耐压区。在一个耐压区加反向偏压的最高电位处的n型区上用金属M构成肖特基结，M作为肖特基二极管的阳极A_L(或A_H)。在最低电位处的n型区构成欧姆接触，作为肖特基二极管的阴极K_L(或K_H)。两个表面耐压区之间存在一个小的隔离区。每个表面耐压区还可以分成几段，相邻的两段之间有隔离区隔开。每段构成一个肖特基二极管，各段肖特基二极管按其未分段时的次序进行串联。每个表面耐压区都可以将其部分做成横向肖特基二极管、部分做成n-MOS。n-MOS的源区与肖特基结的阳极直接联结，n-MOS的漏区与肖特基结的阴极直接联结。

主权项

1. 一种半导体横向器件，形成在一个轻掺杂的第一种导电类型的半导体材料的衬底的表面，其特征在于，所述半导体横向器件包括至少一个第一种形式的横向肖特基二极管，或者至少一个第二种形式的横向肖特基二极管；所述第一种形式的横向肖特基二极管在表面包括与衬底同电位的第一种导电类型的半导体区，在加反向偏压时相对于衬底而言可从零电压变化到接近最大反偏电压而不击穿的电压可浮动的第二种导电类型的半导体区，以及此两区之间的半导体表面的第一表面耐压区；所述第二种形式的横向肖特基二极管在表面包括相对于电压可浮动的区的电位接近的第一种导电类型的半导体区，在加反向偏压比浮动电压的区域为大的第二种导电类型的半导体区，以及此两区之间的半导体表面的第二表面耐压区；当第一种导电类型的半导体是p型半导体而第二种导电类型的半导体是n型半导体时，所述相对于衬底的最大反偏电压是正的；当第一种导电类型的半导体是n型半导体而第二种导电类型的半导体是p型半导体时，所述相对于衬底的最大反偏电压是负的；所述第一和第二表面耐压区的特征在于：由不同导电类型的半导体层交替地叠合而成，其中至少有一个n型半导体层，而且紧贴于衬底的是第二种导电类型的半导体层；在所述表面耐压区加反偏电压时为最高电位之处的顶部构成肖特基二极管的阴极区，为最低电位之处的顶部构成肖特基二极管的阳极区，所述n型半导体层在所述阴极区和所述阳极区都有导体联结而形成两种形式的肖特基二极管各自的两个电极，其中在最低电位处的顶部的导体是金属，此金属是肖特基二极管的阳极，它与所述n型半导体层形成肖特基结；所述肖特基结是指当所述金属对其接触的n型半导体为正电压而有电流从金属流向n型半导体时，n型半导体中的电流主要由电子电流形成；所述紧贴于衬底的第二种导电类型的半导体层与该表面耐压区的最大电压区域有直接联接，其它各个第二种导电类型的半导体层在接近于最大电压的区域与该区域联接，或在叉指条的指端与该区域联接；每个第一种导电类型的半导体层在接近于该表面耐压区的最小电压区域直接与该区域联接，或在叉指条的指端与该区域联接；所述表面耐压区的总厚度应小于同衬底的单边突变结在接近其击穿电压时的耗尽层厚度；在每一表面耐压区的紧贴于衬底的第二种导电类型的半导体层是第一层，第一层中单位面积内有效的第二种导电类型的电离杂质数，即该层的杂质密度，能够随距离变化，但不超过2D0，其中D0是同衬底所做单边突变平行平面结在最大反偏压下重掺区一侧的耗尽区内的第二种导电类型的杂质密度；对第二表面耐压区而言，第一层杂质密度不能小于D0；每一表面耐压区中每层在靠近最大电压区处其电离杂质密度不超过2D0，在靠近最小电压区处其电离杂质密度不超过1.8D0；表面耐压区中总的有效杂质密度，即所有第二种导电类型的半导体层的有效杂质密度之和减所有第一种导电类型的半导体层的有效杂质密度之和所得之值，随离开该表面耐压区的最大电压处的表面距离的增加而从D0逐渐或阶梯式地减小，到该表面耐压区的最小电压处接近于零；所述杂质密度是指在一个远小于同衬底所做单边突变平行平面结在最大反偏压下其衬底的耗尽区厚度的尺度的表面范围内、其电离杂质总量被面积除所得之值；每个表面耐压区当其最大电压区的电压和最小电压区的电压相接近时，除第二表面耐压区的紧贴于衬底的第二种导电类型的半导体层外，其它各层只有对应于内建电势的微小部分耗尽，其余大部分区域均为未耗尽的中性区。