[发明专利]具有肖特基二极管的半导体器件及其制造方法

说明书

本发明公开了具有肖特基二极管的半导体器件及其制造方法。根据一实施例，半导体器件包括：基底，基底具有第一面和第二面；阱区；源区，源区位于阱区中；接触区，接触区与阱区和源区接触；肖特基区；以及源金属层，源金属层的第一部分与肖特基区接触形成肖特基二极管，在与第一面朝向第二面的方向相垂直的第一平面内，肖特基区被阱区和接触区包围。本发明还提供了制造半导体器件的方法。根据本发明的半导体器件开关速度快、芯片密度高、成本低。

技术领域

本发明涉及半导体领域，更具体而言，涉及具有肖特基二极管的半导体器件及其制造方法。

背景技术

半导体器件，例如碳化硅(SiC)半导体器件，诸如碳化硅金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，具有广泛的应用，例如可用于电动汽车的功率装置中。然而，现有的器件结构存在诸多不足，例如单元间距较大等。这不但使得器件的尺寸较大、芯片密度较低，从而成本上升，而且影响器件开启速度，不利于高速应用的场合。

发明内容

本发明提出具有肖特基二极管的半导体器件及其制造方法，以解决现有技术中的一个或多个技术问题。

根据本发明的一方面，提供了具有肖特基二极管的半导体器件。半导体器件包括：第一导电类型的基底，基底具有第一面和第二面；第二导电类型的阱区，第二导电类型与第一导电类型相反，阱区位于基底中并且从第一面朝向第二面的方向延伸；第一导电类型的源区，源区位于阱区中并且从第一面朝向第二面的方向延伸；第二导电类型的接触区，接触区位于基底中，并且从第一面朝向第二面的方向延伸，接触区与阱区和源区接触；肖特基区，从第一面朝向第二面的方向延伸，肖特基区是基底的一部分；以及源金属层，源金属层设置在第一面上，并且源金属层的第一部分与肖特基区接触形成肖特基二极管，在与第一面朝向第二面的方向相垂直的第一平面内，肖特基区被阱区和接触区包围。

根据本发明的另一方面，提供了具有肖特基二极管的半导体器件。半导体器件包括：第一导电类型的基底，基底具有第一面和第二面；设置在基底中具有第二导电类型的多个阱区，第二导电类型与第一导电类型相反；多个源区，每个源区设置在相应的阱区中；多个第二导电类型的接触区，每个接触区与相邻的阱区和源区接触，接触区具有比阱区更高的杂质浓度；以及多个肖特基区，在第一平面内，每个肖特基区被阱区和接触区包围，第一平面与从第一面朝向第二面的方向相垂直。

根据本发明的又一方面，提供了制造具有肖特基二极管的半导体器件的方法。方法包括：提供第一导电类型的基底，基底具有第一面和第二面；在基底中形成第二导电类型的阱区；在阱区中形成第一导电类型的源区；在基底中同时形成第一导电类型的肖特基区和第二导电类型的接触区，使得接触区与阱区和源区接触，并且使得在与第一面朝向第二面的方向相垂直的第一平面内，肖特基区被阱区和接触区包围；以及在第一面上形成源金属层，使得源金属层与肖特基区形成肖特基二极管，与源区和接触区形成欧姆接触。

根据本发明的具有肖特基二极管的半导体器件及其制造方法具有许多技术优点。例如与现有技术相比，根据本发明的实施例的半导体器件器件尺寸小、开关速度高、芯片密度高，不但降低了芯片制造成本，并且扩大了应用范围，比如可适于高速应用。根据本发明实施例的半导体器件也克服了现有技术中体二极管的缺点，从而改善了器件特性。再例如，根据本发明的实施例的方法不需要增加新的工艺步骤、尤其是昂贵的掩模，采用自对准方法，对硬模的窗口进行新颖的设计，就可将肖特基二极管嵌入器件之中，从而既提高了器件特性，又不会牺牲工艺复杂性，同时具有成本效益。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的半导体器件的平面视图；

图2A是图1沿AA的截面结构示意图；

图2B是图1沿BB的截面结构示意图；

图2C是图1沿CC的截面结构示意图；

图2D是图1沿DD的截面结构示意图；