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對表面電荷敏感性降低的結構和方法與流程

文檔序號:11814975閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種半導體器件,所述半導體器件包括:

半導體晶片的第一和第二相對面上的第一和第二電荷載流子發(fā)射結構;

第一和第二半導體控制區(qū),所述第一和第二半導體控制區(qū)分別位于所述第一和第二面上,并且各自定位成分別控制第一極性電荷載流子從所述第一發(fā)射結構和所述第二發(fā)射結構的發(fā)射;

所述第一面上的第一場限定環(huán)結構,所述第一場限定環(huán)結構橫向地圍住所述第一發(fā)射結構;

所述第二面上的第二場限定環(huán)結構,所述第二場限定環(huán)結構橫向地圍住所述第二發(fā)射結構;

其中所述第一發(fā)射結構和所述第一控制結構共同地包括至少三個摻雜部件,包括淺p-型和n-型部件,其各自具有與所述第二場限定環(huán)的各自對應摻雜部件相同的分布;并且還包括至少一個其它摻雜部件,所述至少一個其他摻雜部件不具有與所述第二場限定環(huán)的任何部件相同的分布;以及

其中所述第二發(fā)射結構和所述第二控制結構共同地包括至少三種摻雜部件,包括淺p-型和n-型部件,其各自具有與所述第一場限定環(huán)的各自對應摻雜部件相同的分布;并且還包括至少一個其它摻雜部件,所述至少一個其他摻雜部件不具有與所述第一場限定環(huán)的任何部件相同的分布;

由此,所述場限定環(huán)組合地使所述發(fā)射結構和所述晶片邊緣之間的橫向電壓分布變得平滑。

2.根據權利要求1所述的器件,其中所述半導體的本體為輕微摻雜p-型材料,并且每個所述場限定環(huán)包括n-型阱。

3.根據權利要求1所述的器件,其中所述半導體的本體為輕微摻雜p-型材料,并且每個所述場限定環(huán)包括n-型阱,并且每個所述場限定環(huán)中的所述淺n-型部件由對所述相應n-型阱作出抵消摻雜的第二p-型部件進行電模擬。

4.根據權利要求1所述的器件,其中所述半導體的本體為硅。

5.根據權利要求1所述的器件,其中所述場限定環(huán)的所述淺p-型和n-型部件通過金屬化部進行電連接。

6.根據權利要求1所述的器件,其中所述場限定環(huán)的所述淺p-型和n-型部件通過局部金屬化部進行電連接,所述局部金屬化部不連接至所述發(fā)射結構和所述控制結構。

7.根據權利要求1所述的器件,其中所述場限定環(huán)的所述淺p-型和n-型部件通過局部金屬化部進行電連接,所述局部金屬化部不連接至所述發(fā)射結構也不連接至所述控制結構,并且其中所述局部金屬化部電容耦合至所述半導體晶片的一些但非所有的部分,所述半導體晶片的所述部分橫向地分離所述場限定環(huán)中的各個相鄰場限定環(huán)。

8.一種半導體器件,所述半導體器件包括:

半導體晶片的第一和第二相對面上的第一和第二電荷載流子發(fā)射結構;

第一和第二半導體控制區(qū),所述第一和第二半導體控制區(qū)分別位于所述第一和第二面上,并且各自定位成分別控制第一極性電荷載流子從所述第一發(fā)射結構和所述第二發(fā)射結構的發(fā)射;

所述第一面上的第一場限定環(huán)結構,所述第一場限定環(huán)結構橫向地圍住所述第一發(fā)射結構;

所述第二面上的第二場限定環(huán)結構,所述第二場限定環(huán)結構橫向地圍住所述第二發(fā)射結構;

其中所述第一發(fā)射結構和所述第一控制結構共同地包括至少三個摻雜部件,包括淺p-型和n-型部件以及深阱部件,其各自具有與所述第二場限定環(huán)的各自對應摻雜部件相同的分布;并且還包括至少一個其它摻雜部件,所述至少一個其它摻雜部件不具有與所述第二場限定環(huán)的任何部件相同的分布;以及

其中所述第二發(fā)射結構和所述第二控制結構共同地包括至少三個摻雜部件,包括淺p-型和n-型部件以及深阱部件,其各自具有與所述第一場限定環(huán)的各自對應摻雜部件相同的分布;并且還包括至少一個其它摻雜部件,所述至少一個其它摻雜部件不具有與所述第一場限定環(huán)的任何部件相同的分布;

所述第一面上的第一場板,所述第一場板電連接至所述第一場限定環(huán)的所述深阱部件,并且所述第一場板通過居間電介質層電容耦合至所述半導體晶片的一些但非所有的部分,所述半導體晶片的所述部分橫向地鄰接所述第一場限定環(huán)的一部分;

所述第二面上的第二場板,所述第二場板電連接至所述第二場限定環(huán)的所述深阱部件,并且所述第二場板通過居間電介質層電容耦合至所述半導體晶片的一些但非所有的部分,所述半導體晶片的所述部分橫向地鄰接所述第二場限定環(huán)的一部分;

由此,所述場限定環(huán)組合地使所述發(fā)射結構和所述晶片邊緣之間的橫向電壓分布變得平滑。

9.根據權利要求8所述的器件,其中所述半導體的本體為輕微摻雜p-型材料,并且每個所述場限定環(huán)包括n-型阱。

10.根據權利要求8所述的器件,其中所述半導體的本體為輕微摻雜p-型材料,并且每個所述場限定環(huán)包括n-型阱,并且每個所述場限定環(huán)中的所述淺n-型部件由對所述相應n-型阱作出抵消摻雜的第二p-型部件進行電模擬。

11.根據權利要求8所述的器件,其中所述半導體的本體為硅。

12.根據權利要求8所述的器件,其中所述場限定環(huán)的所述淺p-型和n-型部件通過金屬化部進行電連接。

13.根據權利要求8所述的器件,其中所述場限定環(huán)的所述淺p-型和n-型部件通過局部金屬化部進行電連接,所述局部金屬化部不連接至所述發(fā)射結構也不連接至所述控制結構。

14.根據權利要求8所述的器件,其中所述場限定環(huán)的所述淺p-型和n-型部件通過局部金屬化部進行電連接,所述局部金屬化部不連接至所述發(fā)射結構也不連接至所述控制結構,并且其中所述局部金屬化部電容耦合至所述半導體晶片的一些但非所有的部分,所述半導體晶片的所述部分橫向地分離所述場限定環(huán)中的各個相鄰場限定環(huán)。

15.一種半導體器件,所述半導體器件包括:

半導體晶片的第一和第二相對面上的第一和第二電荷載流子發(fā)射結構;

第一和第二半導體控制區(qū),所述第一和第二半導體控制區(qū)分別位于所述第一和第二面上,并且各自定位成分別控制第一極性電荷載流子從所述第一發(fā)射結構和所述第二發(fā)射結構的發(fā)射;

所述第一面上的第一場限定環(huán)結構,所述第一場限定環(huán)結構橫向地圍住所述第一發(fā)射結構;

所述第二面上的第二場限定環(huán)結構,所述第二場限定環(huán)結構橫向地圍住所述第二發(fā)射結構;

其中所述第一發(fā)射結構和所述第一控制結構共同地包括至少三個摻雜部件,包括淺p-型和n-型部件,其各自具有與所述第二場限定環(huán)的各自對應摻雜部件相同的空間分布并與之電氣等效;并且還包括至少一個其它摻雜部件,所述至少一個其它摻雜部件不具有與所述第二場限定環(huán)的任何部件相同的分布;以及

其中所述第二發(fā)射結構和所述第二控制結構共同地包括至少三個摻雜部件,包括淺p-型和n-型部件,其各自具有與所述第一場限定環(huán)的各自對應摻雜部件相同的空間分布并與之電氣等效;并且還包括至少一個其它摻雜部件,所述至少一個其它摻雜部件不具有與所述第一場限定環(huán)的任何部件相同的分布;

由此,所述場限定環(huán)組合地使所述發(fā)射結構和所述晶片邊緣之間的橫向電壓分布變得平滑。

16.根據權利要求15所述的器件,其中所述半導體的本體為輕微摻雜p-型材料,并且每個所述場限定環(huán)包括n-型阱。

17.根據權利要求15所述的器件,其中所述半導體的本體為輕微摻雜p-型材料,并且每個所述場限定環(huán)包括n-型阱,并且每個所述場限定環(huán)中的所述淺n-型部件由對所述相應n-型阱作出抵消摻雜的第二p-型部件進行電模擬。

18.根據權利要求15所述的器件,其中所述半導體的本體為硅。

19.根據權利要求15所述的器件,其中所述場限定環(huán)的所述淺p-型和n-型部件通過金屬化部進行電連接。

20.根據權利要求15所述的器件,其中所述場限定環(huán)的所述淺p-型和n-型部件通過局部金屬化部進行電連接,所述局部金屬化部不連接至所述發(fā)射結構也不連接至所述控制結構。

21.根據權利要求15所述的器件,其中所述場限定環(huán)的所述淺p-型和n-型部件通過局部金屬化部進行電連接,所述局部金屬化部不連接至所述發(fā)射結構也不連接至所述控制結構,并且其中所述局部金屬化部電容耦合至所述半導體晶片的一些但非所有的部分,所述半導體晶片的所述部分橫向地分離所述場限定環(huán)中的各個相鄰場限定環(huán)。

22.一種半導體器件,所述半導體器件包括:

半導體晶片的第一面上的電荷載流子發(fā)射結構;

半導體控制區(qū),所述半導體控制區(qū)定位成控制所述第一極性電荷載流子從所述發(fā)射結構的發(fā)射;

一個或多個場限定環(huán)結構,所述一個或多個場限定環(huán)結構橫向地圍住所述發(fā)射結構;

其中所述發(fā)射結構和所述控制區(qū)共同地包括至少三個摻雜部件,包括淺p-型和n-型部件,其各自具有與所述場限定環(huán)的各自對應摻雜部件相同的分布;并且還包括至少一個其它摻雜部件,所述至少一個其它摻雜部件不具有與所述場限定環(huán)的任何部件相同的分布;以及

由此,所述場限定環(huán)使所述發(fā)射結構和所述晶片邊緣之間的橫向電壓分布變得平滑。

23.根據權利要求22所述的器件,其中所述半導體的本體為輕微摻雜p-型材料,并且每個所述場限定環(huán)包括n-型阱。

24.根據權利要求22所述的器件,其中所述半導體的本體為輕微摻雜p-型材料,并且每個所述場限定環(huán)包括n-型阱,并且每個所述場限定環(huán)中的所述淺n-型部件由對所述相應n-型阱作出抵消摻雜的第二p-型部件進行電模擬。

25.根據權利要求22所述的器件,其中所述半導體的本體為硅。

26.根據權利要求22所述的器件,其中所述場限定環(huán)的所述淺p-型和n-型部件通過金屬化部進行電連接。

27.根據權利要求22所述的器件,其中所述場限定環(huán)的所述淺p-型和n-型部件通過局部金屬化部進行電連接,所述局部金屬化部不連接至所述發(fā)射結構也不連接至所述控制區(qū)。

28.根據權利要求22所述的器件,其中所述場限定環(huán)的所述淺p-型和n-型部件通過局部金屬化部進行電連接,所述局部金屬化部不連接至所述發(fā)射結構也不連接至所述控制區(qū),并且其中所述局部金屬化部電容耦合至所述半導體晶片的一些但非所有的部分,所述半導體晶片的所述部分橫向地分離所述場限定環(huán)中的各個相鄰場限定環(huán)。

29.一種半導體器件,所述半導體器件包括:

半導體晶片的第一和第二相對面上的第一和第二電荷載流子發(fā)射結構;

第一和第二柵極控制結構,所述第一和第二柵極控制結構分別位于所述第一和第二面上,并且各自定位成分別控制第一極性電荷載流子從所述第一發(fā)射結構和所述第二發(fā)射結構的發(fā)射;

所述第一面上的第一場限定環(huán)結構,所述第一場限定環(huán)結構橫向地圍住所述第一發(fā)射結構;

所述第二面上的第二場限定環(huán)結構,所述第二場限定環(huán)結構橫向地圍住所述第二發(fā)射結構;

其中所述第一發(fā)射結構和所述第一柵極控制結構包括至少三個摻雜部件,包括淺p-型和n-型部件,其各自具有與所述第二場限定環(huán)的各自對應摻雜部件相同的分布;并且還包括至少一個部件,所述至少一個部件不具有與所述第二場限定環(huán)的任何部件相同的分布,并且電容耦合至所述摻雜部件中的至少一者,所述摻雜部件中的至少一者具有與所述第二場限定環(huán)的各自對應摻雜部件相同的分布;以及

其中所述第二發(fā)射結構和所述第二柵極控制結構包括至少三個摻雜部件,包括淺p-型和n-型部件,其各自具有與所述第一場限定環(huán)的各自對應摻雜部件相同的分布;并且還包括至少一個部件,所述至少一個部件不具有與所述第一場限定環(huán)的任何部件相同的分布,并且電容耦合至所述摻雜部件中的至少一者,所述摻雜部件中的至少一者具有與所述第一場限定環(huán)的各自對應摻雜部件相同的分布;

由此,所述場限定環(huán)組合地使所述發(fā)射結構和所述晶片邊緣之間的橫向電壓分布變得平滑。

30.根據權利要求29所述的器件,其中所述半導體的本體為輕微摻雜p-型材料,并且每個所述場限定環(huán)包括n-型阱。

31.根據權利要求29所述的器件,其中所述半導體的本體為輕微摻雜p-型材料,并且每個所述場限定環(huán)包括n-型阱,并且每個所述場限定環(huán)中的所述淺n-型部件由對所述相應n-型阱作出抵消摻雜的第二p-型部件進行電模擬。

32.根據權利要求29所述的器件,其中所述半導體的本體為硅。

33.根據權利要求29所述的器件,所述器件還包括至少一個局部金屬化部,所述至少一個局部金屬化部不連接至所述發(fā)射結構也不連接至所述控制結構,并且其中所述局部金屬化部電容耦合至所述半導體晶片的一些但非所有的部分,所述半導體晶片的所述部分橫向地分離所述場限定環(huán)中的各個相鄰場限定環(huán)。

34.一種操作功率半導體器件的方法,所述方法包括:

可選地,響應于半導體晶片的第一面上的第一控制端子上的驅動,從第一發(fā)射結構發(fā)射或不發(fā)射第一極性電荷載流子,從而引發(fā)電流在第一方向上的雙極性傳導;

可選地,響應于所述半導體晶片的第二面上的第二控制端子上的驅動,從所述第二面上的第二發(fā)射結構發(fā)射或不發(fā)射第一極性電荷載流子,從而引發(fā)電流相反于所述第一方向的雙極性傳導;

使所述第一發(fā)射結構的電壓跨多個第一場限定環(huán)橫向地擴展,所述第一場限定環(huán)橫向地圍住所述第一發(fā)射結構;

使所述第二發(fā)射結構的電壓跨多個第二場限定環(huán)橫向地擴展,所述第二場限定環(huán)橫向地圍住所述第二發(fā)射結構;

其中每個所述第一場限定環(huán)包括至少三個半導體摻雜部件,其各自具有與所述第二發(fā)射結構的相應摻雜部件相同的分布;

并且其中每個所述第二場限定環(huán)包括至少三個半導體摻雜部件,其各自具有與所述第一發(fā)射結構的相應摻雜部件相同的分布。

35.一種通過根據權利要求34所述的方法所制備的器件。

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