[发明专利]一种集成结势垒肖特基二极管的SiC MOSFET及其制作方法

权利要求书

1.一种集成结势垒肖特基二极管的SiC MOSFET，以三维直角坐标系对器件的三维方向进行定义：定义器件横向方向为X轴方向、器件垂直方向为Y轴方向、器件纵向方向即第三维方向为Z轴方向，其特征在于，其半元胞结构包括：沿Z轴方向，从下至上依次层叠设置的背部漏极金属（10）、N型衬底层（1）和N-漂移区（2）；沿X轴方向，所述N-漂移区（2）的顶层一侧具有P型基区（3），所述P型基区（3）的顶层一侧具有侧面相互接触的N+源区（4）和P+源区（5），所述P+源区（5）靠近所述N-漂移区（2）的侧面设置；沿Y轴方向，所述N-漂移区（2）的顶层具有间隔式分布的所述P型基区（3），所述P型基区（3）的顶层具有侧面相互接触的N+源区（4）和P+源区（5），且所述P+源区（5）位于所述N+源区（4）的两侧；

沿Z轴方向，所述N-漂移区（2）的第一部分、所述N+源区（4）的第一部分和所述P型基区（3）上具有栅结构，部分P+源区（5）、沿Y轴方向上分布的P+源区（5）之间的N+源区（4）的第二部分以及沿Y轴方向上分布的P型基区（3）之间的所述N-漂移区（2）的第二部分上具有源极金属（9），所述源极金属（9）和所述栅结构之间具有介质层（8）；

沿Y轴方向，所述源极金属（9）与N+源区（4）和P+源区（5）形成欧姆接触，所述源极金属（9）与所述N-漂移区（2）形成肖特基接触，在其内部集成了一个结势垒肖特基二极管。

2. 根据权利要求1所述的一种集成结势垒肖特基二极管的SiC MOSFET，其特征在于，所述栅结构下方的N+源区（4）的掺杂浓度低于所述源极金属（9）下方的N+源区（4）的掺杂浓度。

3. 根据权利要求1所述的一种集成结势垒肖特基二极管的SiC MOSFET，其特征在于，所述P+源区（5）的结深与所述P型基区（3）的结深相同。

4. 根据权利要求1-3任一项所述的一种集成结势垒肖特基二极管的SiC MOSFET，其特征在于，所述N-漂移区（2）的顶层还具有载流子存储层（11），所述载流子存储层（11）的掺杂浓度高于所述N-漂移区（2）的掺杂浓度，所述载流子存储层（11）的结深大于或小于所述P型基区（3）的结深。

5.一种集成结势垒肖特基二极管的SiC MOSFET，以三维直角坐标系对器件的三维方向进行定义：定义器件横向方向为X轴方向、器件垂直方向为Y轴方向、器件纵向方向即第三维方向为Z轴方向，其特征在于，其半元胞结构包括：沿Z轴方向，从下至上依次层叠设置的背部漏极金属（10）、N型衬底层（1）和N-漂移区（2）；沿X轴方向，所述N-漂移区（2）的顶层一侧具有P型基区（3），所述P型基区（3）的顶层一侧具有侧面相互接触的N-区（12）和P+源区（5），所述P+源区（5）靠近所述N-漂移区（2）的侧面设置；沿Y轴方向，所述N-漂移区（2）的顶层具有间隔式分布的所述P型基区（3），所述P型基区（3）的顶层具有侧面相互接触的N+源区（4）和P+源区（5），所述P+源区（5）位于所述N+源区（4）的两侧，且所述P+源区（5）之间还具有N-区（12）；

沿Z轴方向，所述N-漂移区（2）的第一部分、所述N-区（12）的第一部分和所述P型基区（3）上具有栅结构，部分P+源区（5）、沿Y轴方向上分布的P+源区（5）之间的N-区（12）的第二部分、沿Y轴方向上分布的P型基区（3）之间的所述N-漂移区（2）的第二部分以及N+源区（4）上具有源极金属（9），所述源极金属（9）和所述栅结构之间具有介质层（8）；

沿Y轴方向，所述源极金属（9）与N+源区（4）和P+源区（5）形成欧姆接触，所述源极金属（9）与所述N-漂移区（2）形成肖特基接触，在其内部集成了一个结势垒肖特基二极管。

6. 根据权利要求1或权利要求5所述的一种集成结势垒肖特基二极管的SiC MOSFET，其特征在于，所述栅结构包括由下至上依次层叠设置的栅氧化层（6）和栅电极（7）。