公开(公告)号：CN118712240A

公开(公告)日：2024-09-27

申请号：CN202410962198.5

申请日：2024-07-18

Applicant: 福州大学

Inventor： 张海忠 ,  李营闯 ,  许晓锐

IPC: H01L29/872 ,  H01L21/34 ,  H01L29/40 ,  H01L29/24

Abstract: 本发明提供一种利用阻性场板技术实现的高耐压氧化镓横向肖特基势垒二极管，通过介质层隔离阻性场板层与N型氧化镓外延层，以确保电流不从半导体经阻性场板层流向阳极，使得阻性场板上的电流是均匀的；基于阻性场板层的高电阻率，使得当耐压区反向耐压时，阻性场板中流过微弱的电流，在电流的路径上产生均匀的电势分布，以对半导体中的表面电场分布起到调制作用，使得表面电场呈均匀分布，以提高反向击穿电压。阻性场板层的制备方法为：通过磁控溅射技术沉积氧化镍薄膜，对磁控溅射中包括射频功率、射频温度、射频氩氧比以及射频气压的参数进行调控，以实现电阻率均匀的高阻氧化镍薄膜。

公开(公告)号：CN116387367A

公开(公告)日：2023-07-04

申请号：CN202310392445.8

申请日：2023-04-13

Applicant: 福州大学

Inventor： 张海忠 ,  陈得森 ,  许晓锐

IPC: H01L29/872 ,  H01L21/329 ,  H01L21/02 ,  H01L21/311

Abstract: 本发明提出沟槽与场板复合终端结构的高压氧化镓肖特基势垒二极管，自下而上顺序设置阴极金属层、高掺杂N型氧化镓衬底、低掺杂N型氧化镓外延层、氧化物介质层、阳极金属层以及金属场板层，低掺杂N型氧化镓外延层在其终端区经刻蚀形成容置阳极金属层的沟槽结构；阴极金属层作为氧化镓肖特基势垒二极管的阴极；所述的氧化物介质层侧面与沟槽结构内的阳极金属层接触；所述的金属场板层覆盖且接触氧化物介质层的部分上表面以构成场板结构；本发明能降低介质层材料的厚度，使其能有效地应用于工业生产中，并解决终端区电场拥挤现象，改善电场分布，进一步提高氧化镓SBD器件耐压性能，使其更接近理想耐压数值，实现高击穿性能，并增加器件可靠性。

公开(公告)号：CN118588740A

公开(公告)日：2024-09-03

申请号：CN202410792974.1

申请日：2024-06-19

Applicant: 福州大学

Inventor： 王星辉 ,  龚金锋 ,  张海忠 ,  许晓锐

IPC: H01L29/06 ,  H01L29/24 ,  H01L29/40 ,  H01L29/78 ,  H01L21/34

Abstract: 本发明提供一种利用RESURF技术实现的高耐压增强型氧化镓横向场效应晶体管，N型氧化镓外延层（2）的部分区域通过刻蚀形成沟槽，第一P型氧化镍层（3）设置于沟槽中；第二P型氧化镍层（7）位于N型氧化镓外延层（2）上方且与源极金属场板层（13）短接；栅极金属场板层（12）由栅极金属层8延伸而出，覆盖部分第二介质层（9），以构成栅极金属场板结构；第一介质层（6）覆盖在N型氧化镓外延层（2）和第一P型氧化镍层（3）及第二P型氧化镍层（7）上表面，第二介质层（9）覆盖在第一介质层（6）上表面，组成复合介质层。

公开(公告)号：CN118173617A

公开(公告)日：2024-06-11

申请号：CN202410294149.9

申请日：2024-03-14

Applicant: 福州大学

Inventor： 张海忠 ,  叶树瑞 ,  许晓锐

IPC: H01L29/872 ,  H01L21/329 ,  H01L29/40 ,  C23C14/24 ,  C23C14/34

Abstract: 本发明提出降低表面场技术实现的耐压氧化镓横向肖特基势垒二极管，包括自下而上设置的衬底（1）、N型氧化镓外延层（2）、P型氧化镍层（3）、第一介质层（4）、第二介质层（5）；第二介质层旁设有带阳极阶梯场板层的阳极（6）、带阴极场板层的阴极（7）；阴极下方为高掺杂N型氧化镓区域（8）；P型氧化镍层与阳极短接以增大P‑NiO/N‑Ga2O3结间电势差，促进结间的相互耗尽以均衡电场，提高N‑Ga2O3载流子浓度；所述阴极、阳极的金属延伸形成双金属场板，并在阳极侧刻蚀不同宽度的第一介质层与第二介质层形成阳极阶梯场板层以抑制阴、阳极两侧的N型氧化镓外延层表面电场峰值；本发明可以凭借更低的导通电阻，承受更高的反向击穿电压。

公开(公告)号：CN117276314A

公开(公告)日：2023-12-22

申请号：CN202311304357.4

申请日：2023-10-10

Applicant: 福州大学

Inventor： 张海忠 ,  吕林峰 ,  许晓锐

IPC: H01L29/06 ,  H01L29/872 ,  H01L29/08

Abstract: 本发明涉及一种沟槽与金属环复合终端结构的高压氧化镓肖特基二极管。在阳极边缘对氧化镓SBD的外延层进行刻蚀，形成沟槽结构，并在沟槽中淀积金属环，形成沟槽与金属环复合的终端结构。采用阶梯型终端将阳极边缘的电场集中点截断，减少了该区域过剩的氧化镓阳离子，从根源上减小了器件的峰值电场，金属环的加入能够更好的扩展耗尽区，使电场分布更加均匀，进一步提升器件的耐压能力和稳定性，并且可以采用与器件肖特基电极相同的金属，不需要离子注入等额外的工艺步骤，制作工艺简单，降低了器件的制造成本。

公开(公告)号：CN117080268A

公开(公告)日：2023-11-17

申请号：CN202311218371.2

申请日：2023-09-21

Applicant: 福州大学

Inventor： 张海忠 ,  邓逸聪 ,  许晓锐

IPC: H01L29/78 ,  H01L29/872 ,  H01L29/24

Abstract: 本发明涉及一种集成肖特基势垒二极管的具有低反向导通功耗的氧化镓FinFET，包括FinFET区与肖特基势垒二极管区，FinFET区与肖特基势垒二极管区均包括自下而上依次设置的漏极金属层、高掺杂N型氧化镓衬底、低掺杂N型氧化镓外延层，FinFET区的漏极电极与肖特基势垒二极管区的阴极电极共用漏极金属层，FinFET区还包括低掺杂N型氧化镓Fin沟道层、栅极介质层、栅极金属层、氧化物介质层、高掺杂N型氧化镓外延层、源极金属层，肖特基势垒二极管区还包括阳极金属层，阳极金属层沉积在低掺杂N型氧化镓外延层上方，并与低掺杂N型氧化镓外延层形成肖特基接触。在FinFET结构基础上集成肖特基势垒二极管，在保证低正向导通损耗、高击穿电压和高阈值电压的同时，降低反向导通损耗。

公开(公告)号：CN115863447A

公开(公告)日：2023-03-28

申请号：CN202310020625.3

申请日：2023-01-06

Applicant: 福州大学

Inventor： 张海忠 ,  陈得森 ,  许晓锐

IPC: H01L29/872 ,  H01L29/47 ,  H01L29/06 ,  H01L29/40

Abstract: 本发明提供了一种利用High‑k介质材料的氧化镓肖特基势垒二极管，其特征在于，氧化镓肖特基势垒二极管自下而上包括阴极金属层、高掺杂N型氧化镓衬底、低掺杂N型氧化镓外延层及阳极金属层；所述氧化镓肖特基势垒二极管分为导电区与终端区两部分；应用本技术方案可提高器件的耐压能力，同时降低器件制备的成本。有望在某些特定领域取代传统Si基功率器件。

公开(公告)号：CN119907249A

公开(公告)日：2025-04-29

申请号：CN202510389642.3

申请日：2025-03-31

Applicant: 福州大学

Inventor： 张海忠 ,  叶郑洁 ,  许晓锐 ,  叶树瑞

IPC: H10D8/60 ,  H10D8/01 ,  H10D62/80

Abstract: 本发明提供了一种利用双层P型氧化镍实现的高耐压氧化镓横向肖特基势垒二极管及其制备方法，包括衬底、N型氧化镓外延层、第一P型氧化镍层、第二P型氧化镍层、介质层、N型氧化镓重掺杂区、阴极金属层、阳极金属层。第一P型氧化镍层与N型氧化镓外延层形成PN结，通过纵向耗尽辅助横向耗尽，提高耐压的同时，外延层载流子浓度能适当增大，使导通电阻降低。第二P型氧化镍层与阳极金属层短接，一方面增大整体P型氧化镍与N型氧化镓的电势差，增强纵向耗尽的辅助作用，均衡表面电场；另一方面，第二P型氧化镍层的空穴浓度高于第一P型氧化镍层，更利于缓解阳极边缘电场集中。因此，该器件可以实现更低的导通电阻，承受更高的反向击穿电压。