[发明专利]集成肖特基二极管的U型源槽VDMOSFET器件

说明书

本发明涉及集成电路领域，公开了一种集成肖特基二极管的U型源槽VDMOSFET器件，其特征在于，包括：衬底(8)；漏极(9)，设置在所述衬底(8)下方；N‑漂移区(7)，设置在所述衬底(8)上方；源极(4)，设置在所述N‑漂移区(7)上方；N+源区(5)，设置在所述源极(4)两侧的所述N‑漂移区(7)中；P型基区(6)，设置在所述N‑漂移区(7)内部；栅源隔离层(3)，设置在所述N+源区(5)上方；栅介质(2)，栅极(10)；所述源极(4)与所述N‑漂移区(7)的界面为肖特基接触。所述器件能够提高器件性能的可靠性，并降低设计的复杂性和成本。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，具体涉及一种集成肖特基二极管的U型源槽VDMOSFET器件。

背景技术

宽带隙半导体材料碳化硅具有较大的禁带宽度，较高的临界击穿电场，以及高热导率、高电子饱和漂移速度等优良物理和化学特性，适合制作高温、高压、大功率、抗辐照的半导体器件。在功率电子领域中，功率MOSFET已被广泛应用，它具有栅极驱动简单，开关时间短等特点。

现有的VDMOSFET结构中，为避免寄生NPN晶体管开启，通常会通过在P型基区表面引入P+欧姆接触区，使P型基区和N+源区短路。同时VDMOSFET在变流器中作为功率开关，当其体二极管作为续流通路持续流过正向电流时，会发生“通电劣化”现象，使导通电阻和二极管的正向导通压降增大，并引起可靠性问题。因此在实际的应用中，通常采用在器件源漏极两端并联一个开启电压小于体二极管的肖特基二极管的方法来提供续流通路并保证体二极管不会导通，这种方法极大地增加了电路设计的复杂性和成本费用。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种集成肖特基二极管的U型源槽VDMOSFET器件。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本申请提供了一种集成肖特基二极管的U型源槽VDMOSFET器件，包括：衬底；以及

漏极，设置在衬底下方；

N-漂移区，设置在衬底上方；

源极，设置在N-漂移区上方；

N+源区，设置在源极两侧的N-漂移区中；

P型基区，设置在源极两侧的N-漂移区中；

栅源隔离层，设置在N+源区上方；

栅介质，设置在N-漂移区上方；

栅极，设置在栅介质上方；

源极与N-漂移区的界面为肖特基接触。

在一个优选例中，源极与N+源区的界面为欧姆接触。

在一个优选例中，源极与P型基区的界面为欧姆接触。

在一个优选例中，栅极是多晶硅。

在一个优选例中，还包括栅金属，设置在栅极上方。

在一个优选例中，P型基区靠近表面的掺杂浓度为1×10¹⁷cm^-3。

在一个优选例中，位于N+源区下方的P型基区的掺杂浓度为5×10¹⁸cm^-3。

在一个优选例中，源极所在的源槽的深度大于N+源区的结深，且小于P型基区的结深。

在一个优选例中，衬底为N型SiC材料，厚度为200μm～500μm，掺杂浓度为5×10¹⁸cm^-3～1×10²⁰cm^-3，掺杂离子为氮离子。