1.一种具有变掺杂短基区的碳化硅光触发晶闸管,其特征在于:包括SiC衬底(1),在SiC衬底(1)之上制作有第一外延层(2),即n+缓冲层;
在第一外延层(2)之上制作有第二外延层(3),即p+缓冲层;
在第二外延层(3)之上制作有第三外延层(4),即p-长基区;
在第三外延层(4)之上制作有第四外延层(5),即变掺杂n短基区;
在第四外延层(5)之上制作有第五外延层(6),即p+发射区,分为尺寸相同的多个凸台,每个凸台的侧壁为平面;
还包括绝缘介质薄膜(7),绝缘介质薄膜(7)覆盖在第五外延层(6)的各个凸台侧壁、各个凸台之间的第四外延层(5)的上表面,位于各个凸台之间的绝缘介质薄膜(7)的高度低于凸台的上端面;
所述的第四外延层(5)的材料为n型4H-SiC,该第四外延层(5)的厚度为0.2μm-4μm,该
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第四外延层(5)的上端表面积为1μm-2000cm;
第四外延层(5)分为两个区域,其中在第四外延层(5)下部分区域中,即与第三外延层(4)相接的部分,杂质浓度自第三外延层(4)与第四外延层(5)相接的位置在竖直方向向上呈连续增长趋势分布,掺杂浓度范围为1×1014-1×1018cm-3,厚度范围为0.1μm-3.9μm;在第四外延层(5)上部分区域中,即与上方的第五外延层(6)相接的部分,杂质浓度在此区域中呈均匀趋势分布,掺杂浓度为1×1015-1×1018cm-3且掺杂浓度不低于第四外延层(5)下部分区域的最高浓度,厚度范围为0.1μm-3.9μm;
在第五外延层(6)的各个凸台上端面覆盖有阳极(8);
在SiC衬底(1)下端面覆盖有阴极(9)。
2.根据权利要求1所述的具有变掺杂短基区的碳化硅光触发晶闸管,其特征在于:所述的SiC衬底(1)的材料为n型4H-SiC,该SiC衬底(1)的厚度为1μm-500μm,该SiC衬底(1)的上端表面积为1μm2-2000cm2,掺杂浓度为1×1014-2×1022cm-3。
3.根据权利要求1所述的具有变掺杂短基区的碳化硅光触发晶闸管,其特征在于:所述的第一外延层(2)的材料为n型4H-SiC,该第一外延层(2)的厚度为0.1μm-3μm,该第一外延层(2)的上端表面积为1μm2-2000cm2,掺杂浓度为5×1017-1×1022cm-3。
4.根据权利要求1所述的具有变掺杂短基区的碳化硅光触发晶闸管,其特征在于:所述的第二外延层(3)的材料为p型4H-SiC,该第二外延层(3)的厚度为0.1μm-3μm,该第二外延层(3)的上端表面积为1μm2-2000cm2,掺杂浓度为5×1016-1×1022cm-3。
5.根据权利要求1所述的具有变掺杂短基区的碳化硅光触发晶闸管,其特征在于:所述的第三外延层(4)的材料为p型4H-SiC,该第三外延层(4)的厚度为1μm-500μm,该第三外延层(4)的上端表面积为1μm2-2000cm2,掺杂浓度为1×1014-5×1016cm-3。
6.根据权利要求1所述的具有变掺杂短基区的碳化硅光触发晶闸管,其特征在于:所述的第五外延层(6)的材料为p型4H-SiC,该第五外延层(6)的厚度为0.1μm-6μm,单个凸台的上端表面积为1μm2-2000cm2,掺杂浓度为1×1018-1×1022cm-3。
7.根据权利要求1所述的具有变掺杂短基区的碳化硅光触发晶闸管,其特征在于:绝缘介质薄膜(7)的厚度为0.1μm-2μm。
8.根据权利要求1所述的具有变掺杂短基区的碳化硅光触发晶闸管,其特征在于:所述的阳极(8)由阳极金属与阳极压焊块组成,阳极压焊块覆盖在阳极金属的上表面,厚度为
0.1μm-100μm;
所述的阴极(9)由阴极金属与阴极压焊块组成,阴极压焊块覆盖在阴极金属的背面,厚度为0.1μm-100μm。
9.根据权利要求1所述的具有变掺杂短基区的碳化硅光触发晶闸管,其特征在于:所述的第五外延层(6)的各个凸台为平行长条状,叉指结构、圆环形、正方形及渐开线形台面之一,或其组合形状;各凸台的间距为0.1μm-1cm,各凸台的高度为0.1μm-6.1μm,各凸台的高度不小于p+发射区的厚度。