[发明专利]一种集成结势垒肖特基二极管的平面栅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平面栅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(11)、N型衬底层(1)和N-漂移区(2)；沿X轴方向，所述N-漂移区(2)的顶层两侧分别具有P型基区(3)和P型区(6)，P型基区(3)和P型区(6)间隔设置，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P型基区(3)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P型区(6)；

沿Z轴方向，所述N+源区(4)的第一部分、沿X轴方向上分布的所述P型基区(3)和P型区(6)之间的N-漂移区(2)的第一部分以及所述P型基区(3)上具有栅结构，所述N+源区(4)的第二部分、部分P型区(6)、沿Y轴方向上分布的P型区(6)之间的N-漂移区(2)的第二部分和P+源区(5)上具有源极金属(10)，所述源极金属(10)和所述栅结构之间具有介质层(9)，源极金属(10)与N+源区(4)和P+源区(5)形成欧姆接触；

沿Y轴方向，所述源极金属(10)与P型区(6)形成欧姆接触，所述源极金属(10)与P型区(6)之间的所述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平面栅SiC MOSFET，其特征在于，所述栅结构还位于沿X轴方向上分布的所述P型基区(3)和P型区(6)之间的N-漂移区(2)的第三部分上。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种集成结势垒肖特基二极管的平面栅SiCMOSFET，其特征在于，所述P型区(6)的结深与所述P型基区(3)的结深相同。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的一种集成结势垒肖特基二极管的平面栅SiCMOSFET，其特征在于，所述P+源区(5)和所述P型区(6)的结深与所述P型基区(3)的结深相同。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的一种集成结势垒肖特基二极管的平面栅SiCMOSFET，其特征在于，所述N-漂移区(2)的顶层还具有载流子存储层(12)，所述载流子存储层(12)的结深大于或小于所述P型基区(3)的结深。

6.根据权利要求1或权利要求2所述的一种集成结势垒肖特基二极管的平面栅SiCMOSFET，其特征在于，所述栅结构为分离栅结构。

7.根据权利要求1或权利要求2所述的一种集成结势垒肖特基二极管的平面栅SiCMOSFET，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(7)和栅电极(8)。

8.一种权利要求1-7任一项所述的一种集成结势垒肖特基二极管的平面栅SiC MOSFET的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：选取N型重掺杂单晶碳化硅片作为器件的N型衬底层(1)；

步骤2：采用外延工艺，在N型重掺杂单晶碳化硅片上形成N-漂移区(2)；

步骤3：采用光刻工艺并通过多次离子注入P型杂质形成P型基区(3)；

步骤4：采用氧化自对准工艺并通过多次离子注入N型杂质形成N+源区(4)；

步骤5：采用光刻工艺并通过多次离子注入P型杂质形成P+源区(5)和P型区(6)；

步骤6：通过氧化工艺形成栅氧化层(7)，并在栅氧化层(7)上淀积一层多晶作为栅电极(8)；

步骤7：通过刻蚀工艺将部分多晶和栅氧化层刻蚀掉，形成栅结构，并淀积一层介质层(9)覆盖在多晶上；

步骤8：通过光刻工艺在器件正面开出源极金属孔，并溅射一层金属作为源极金属(10)；

步骤9：翻转器件，在背面溅射一层金属作为漏极金属(11)。

9.根据权利要求8所述的一种集成结势垒肖特基二极管的平面栅SiC MOSFET的制作方法，其特征在于，通过离子注入工艺同时形成P型基区(3)和P型区(6)。