尊敬的审查员老师:
您好!
申请人收到您对本申请作出的第一次审查意见通知书,经认真研读,现陈述如下:
一、关于权利要求1不符合专利法第22条第3款的规定
申请人做出如下修改:将权利要求10中的“所述半导体第一衬底区为重掺杂区”和说明书第0061段中的“所述耐压层中半导体第一漂移区的杂质总数小于半导体第二漂移区的杂质总数,使得耐压层中的等效杂质为第二漂移区的导电类型”补充到权利要求1中。
首先,本发明所要解决的技术问题与对比文件1和对比文件2所要解决的技术问题不同。
作为本领域(半导体功率器件领域)的技术人员公知的:相比于横向双扩散场效应晶体管(Laterally
Diffused Metal Oxide Semiconductor:LDMOS),横向绝缘栅双极性晶体管(Lateral Insulated Gate
Bipolar Transistor:LIGBT)的优势是具有更低的比导通电阻,劣势是关断时间长和关断功耗高。因此,针对LDMOS的研究所要解决的技术问题是不断降低器件的比导通电阻,而针对LIGBT的研究所要解决的技术问题是不断加快器件的关断速度和降低器件的关断功耗。LIGBT关断时间长的原因如本发明专利说明书第[0002]段所述,在于基于体硅衬底制造的器件中载流子会进入到轻掺杂衬底中,关断时需要一定时间抽取这些载流子。因此,人们不得不使用绝缘衬底如绝缘体上硅或蓝宝石衬底等来阻止这些载流子,使用绝缘衬底的问题是工艺复杂、成本高(参见说明书第[0002]-[0005]段、附图2-3)。本发明器件通过俄歇复合效应来阻止载流子进入衬底中,实现加快关断速度的目的。当然,这个问题在LDMOS中并不存在,因为LDMOS是一种单极性器件,而本发明专利所涉及的LIGBT是一种双极性器件。因此,本发明旨在解决体硅LIGBT关断时间长和关断功耗高的问题,并非是为了降低器件的比导通电阻而选择场效应晶体管的构造类型。
其次,本发明权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件1所公开的技术内容相比,最本质的区别技术特征是晶体管的耐压层结构和耐压原理不同。
对比文件1(CN107359191A一种超结LDMOS器件)公开了一种横向双扩散金属氧化物场效应晶体管。对比文件1所公开的LDMOS在耐压时,除了由相互交替的对应不同导电类型的P型半导体8和N型半导体9构成的耐压层15参与外,N型衬底1和P型衬底辅助耗尽层12也参与,即电场会同时出现在耐压层区15、N型衬底1和P型衬底辅助耗尽层12中。完整的晶体管结构必须包含耐压层区15、N型衬底辅助耗尽层12和P型衬底1,才能保证器件正常工作。特别地,晶体管不能去掉P型衬底1而单独存在。本发明权利要求1所要求保护的LIGBT在耐压时,半导体第一衬底区14并不参与耐压,即电场只出现在由相互交替的对应不同导电类型的半导体第一漂移区10和半导体第二漂移区20组成的耐压层中,半导体第一衬底区14同时也是场终止区。为了实现这一目的,本发明要求半导体第一衬底区14为重掺杂区(其掺杂浓度大于1018cm-3),同时要求耐压层中半导体第一漂移区的杂质总数小于半导体第二漂移区的杂质总数,使得耐压层中的等效杂质为第二漂移区的导电类型。另一方面,从对比文件1中的叙述和附图中可以明显得出(参见说明书第[0008]-[0038]段、附图4-7),源衬底区2与辅助耗尽区12直接相连,而本发明结构中半导体体区21与半导体第一衬底区14并不直接相连,中间被由相互交替的对应不同导电类型的半导体第一漂移区10和半导体第二漂移区20组成的耐压层所隔开,而且必须设置一定间距,这也是由不同耐压结构和耐压原理所导致的。
最后,对比文件2所公开的“P型半导体35和N型半导体34所构成的接触面分别垂直于半导体衬底区36和P阱区38,P型半导体35和N型半导体34的耐压区与外延层72的半导体场终止区所构成的接触面垂直于半导体衬底区36。”和本发明所要求的“所述半导体第一漂移区和所述半导体第二漂移区所构成的接触面分别垂直于所述半导体第一衬底区和所述半导体场终止区;所述耐压区与所述半导体场终止区相接触且所构成的接触面垂直于半导体第一衬底区。”均为超结耐压层结构的通用描述语言。而且,如前所述,对比文件2所要解决的技术问题是降低器件的比导通电阻,而非器件的关断功耗。
修改后的权利要求1所要求保护的技术方案与该对比文件所公开的技术内容相比,区别特征还包括:
(1)半导体第一衬底区为重掺杂区;
(2)半导体第一漂移区的杂质总数小于半导体第二漂移区的杂质总数,使得耐压层中的等效杂质为第二漂移区的导电类型;
(3)半导体体区与半导体第一衬底区被相互交替的对应不同导电类型的半导体第一漂移区和半导体第二漂移区组成的耐压层所隔开。
对于上述区别技术特征,(1)半导体第一衬底区为重掺杂区,以使得从半导体集电区注入的少数载流子在俄歇效应的作用下很快复合掉,避免了在衬底中积累大量非平衡载流子,实现快速关断;(2)其二是所述耐压层中半导体第一漂移区的杂质总数小于半导体第二漂移区的杂质总数,使得耐压层中的等效杂质为第二种导电类型;具体而言,沿着N柱和P柱排列的方向,所述半导体第二漂移区的杂质总数减去所述半导体第一漂移区的杂质总数的差除以耐压层的长度所得的平均杂质剂量在1012cm-2左右;从而在器件正向阻断时,这些等效杂质与所述半导体第一衬底区中的杂质和所述半导体场终止区中的杂质之间建立起电场,获得高击穿电压;(3)半导体体区与半导体第一衬底区不直接相连,中间被由相互交替的对应不同导电类型的半导体第一漂移区和半导体第二漂移区组成的耐压层所隔开,而且必须设置一定间距。综合这三个区别技术特征带来的技术效果,使权利要求1所要求保护的晶体管在不提高工艺复杂度和成本的前提下,实现快速关断的目的。
上述区别技术特征在对比文件1和对比文件2中均未涉及,因此,修改后的权利要求1具备突出的实质性特点和显著的进步,具备专利法第22条第3款的规定。
二、权利要求2-10符合专利法第22条第3款的规定
在独立权利要求1符合专利法第22条第3款的基础上,其从属权利要求2-10也符合专利法第22条第3款的规定。
综上所述,本申请的权利要求1~10与对比文件1、2相比,是采用不同的方案,依据不同的技术特征进行的发明,且技术效果也有本质的进步。对比文件2与对比文件1的结合不足以对本申请的方案构成显而易见的启示,也不能获得本申请的技术效果,本专利申请具有突出的实质性特征和显著的技术进步,具备了专利法规定的创造性。
如果审查员在后续审查过程中认为本申请还存在其他缺陷,请给发明人提供修改和陈述意见的机会,发明人将尽力配合审查员的工作,谢谢审查员。