[发明专利]在超级结MOSFET中集成肖特基二极管的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超级结MOSFET的制备方法。

背景技术

功率金属氧化物半导体场效应晶体管(简称功率MOS)固有一个与其并联的寄生二极管，寄生二极管的阳极与MOS的体区以及源极相连，阴极与MOS的漏极相连，因此功率MOS常常被用来续流或者钳制电压。

在续流或者钳制电压时，寄生二极管正向导通，MOS也导通，MOS的源极(寄生二极管阳极)电压比漏极(寄生二极管阴极)电压稍高，电流从源极流向漏极；反向截至时MOS的漏极(寄生二极管阴极)电压比源极(寄生二极管阳极)电压高，器件只有很小的漏电。这样的应用由于MOS的导通电阻很小，正向电压降往往比寄生二极管小，因此导通时功耗更小。

这种寄生二极管与普通二极管一样，由少子参与导电，因此有反向恢复时间，从而降低开关速度、增加开关损耗。现有的超结金属氧化物半导体场效应晶体管(简称super junction MOS)因固有寄生二极管同样有上述优缺点(只是导通时电阻比一般MOS更低)。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在超级结MOSFET中集成肖特基二极管的方法，其能增加器件的性能。

为解决上述技术问题，本发明的在超级结MOSFET中集成肖特基二极管的方法，为在所述超级结MOSFET中并联集成有由肖特基接触与衬底形成的肖特基二极管，所述肖特基二极管的阳极位于超级结MOSFET元胞区域的源端两个体区之间的漂移区上，所述肖特基二极管的阳极与所述超级结MOSFET的源端相连；所述阳极的漂移区上还设有多个掺杂区，所述掺杂区的导电类型与所述漂移区相反，杂质浓度大于所述漂移区的杂质浓度，所述掺杂区也与所述超级结MOSFET的源端相连；所述肖特基二极管的阴极共用位于衬底背面的所述超级结MOSFET的漏电极。

在本发明的超级结MOSFET中，并联的肖特基二极管由多子(电子)导电，它与MOS并联使用，在续流时，寄生二极管的少子摄入(扩散)大大减小，反向恢复时间大大降低。与肖特基接触相邻的掺杂区与漂移区形成PN结，在肖特基二极管电压反向偏置时，上述PN结也反向偏置，肖特基接触附近的电子被耗尽，从而降低肖特基二极管的反向漏电。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为现有的超级结MOSFET结构示意图；

图2为本发明的超级结MOSFET的版图示意；

图3为本发明的超级结MOSFET结构截面示意图，其中a为沿图2中AA’线的截面示意图，b为沿图2中BB’线的截面示意图，c为沿图2中CC’线的截面示意图；

图4为本发明的超级结MOSFET制备中栅极形成后的截面示意图；

图5为本发明的超级结MOSFET制备中定义出肖特基二极管阳极后的截面示意图；

图6为本发明的超级结MOSFET制备中刻蚀掉肖特基二极管阳极位置处的多晶硅后的截面示意图；

图7为本发明的超级结MOSFET制备中刻蚀形成接触孔后的截面示意图；

图8为本发明的超级结MOSFET制备中源极引出端和掺杂区注入的示意图，其中a为图2中AA’线的截面示意图，b为图2中BB’线的截面示意图，c为图2中CC’线的截面示意图；

图9为本发明的超级结MOSFET制备中源极引出端和掺杂区形成后的截面示意图，其中a为图2中AA’线的截面示意图，b为图2中BB’线的截面示意图，c为图2中CC’线的截面示意图。

具体实施方式

本发明的超级结MOSFET中集成肖特基二极管的结构，为在超级结MOSFET中并联肖特基二极管。肖特基二极管的阳极设置在超级结MOSFET元胞区域的源端两个体区之间的漂移区上，由阳极和漂移区形成肖特基接触，该阳极与、超级结MOSFET的源端相连；肖特基二极管的阴极共用位于衬底背面的超级结MOSFET的漏电极。在肖特基二极管阳极的漂移区上，还设有多个掺杂区，掺杂区的导电类型与漂移区相反，杂质浓度大于漂移区的杂质浓度，掺杂区也与超级结MOSFET的源端相连。与肖特基接触相邻的掺杂区与漂移区形成PN结，在肖特基二极管电压反向偏置时，上述PN结也反向偏置，肖特基接触附件的电子被耗尽，从而使肖特基二极管的反向漏电降低。