[发明专利]集成静电防护能力的碳化硅MOSFET器件及其制造方法

权利要求书

1.一种集成静电防护二极管的碳化硅MOSFET器件，其特征在于，包括：

第一导电类型的半导体衬底（100）和第一导电类型的外延层（200），所述外延层（200）位于所述半导体衬底（100）上；

相邻设置的第二导电类型的阱区（210）和分别位于各阱区（210）上的第二导电类型的体区（220），所述阱区（210）位于有源区内外延层（200）的上部；

相邻设置的第二导电类型的阱区（210）之间设置第一导电类型的JFET区（211）；

第一导电类型的源区（230），位于有源区内阱区（210）的上部，体区（220）的两侧，其边界在阱区（210）的内部，距离阱区（210）边界有一定的长度；

栅电极（400），位于外延层（200）上，在所述栅电极（400）与所述外延层（200）之间填充有栅介质层（300）；

静电防护二极管，位于外延层（200）的上部，包含一个最深的第二导电类型区（240）、一个稍浅的浮空的第一导电类型区（250）和一个最浅的第二导电类型区（260），该最深的第二导电类型区（240）和有源区内的阱区（210）为电性连接；

层间介质层（500），位于栅电极（400）及裸露的外延层（200）上；

栅极端（600），经由层间介质层（500）的接触孔与所述栅电极（400）、所述静电防护二极管的一端电性连接；

源极端（700），经由层间介质层（500）的接触孔与所述第一导电类型的源区（230）、第二导电类型的体区（220）、静电防护二极管的另一端电性连接；

漏极端金属（800），位于所述半导体衬底（100）的下方。

2.根据权利要求1所述的集成静电防护二极管的碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述半导体衬底（100）为碳化硅衬底。

3.根据权利要求1所述的集成静电防护二极管的碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述外延层（200）为碳化硅外延层。

4.根据权利要求1所述的集成静电防护二极管的碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述栅电极（400）的材料为第二导电类型的重掺杂的多晶硅。

5.根据权利要求1所述的集成静电防护二极管的碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述静电防护二极管为碳化硅齐纳二极管。

6.根据权利要求1所述的集成静电防护二极管的碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述静电防护二极管为PNP二极管或NPN二极管。

7.权利要求1所述的集成静电防护二极管的碳化硅MOSFET器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.在第一导电类型的半导体衬底上形成第一导电类型的外延层；

S2.在所述外延层的上部形成第二导电类型的阱区和第二导电类型的体区，以及第一导电类型的源区和JFET区；

S3.在所述外延层的上部形成静电防护二极管的最深的第二导电类型区、浮空的第一导电类型区和最浅的第二导电类型区；

S4.在所述外延层的上部形成场限环结构的终端掺杂区；

S5.在所述外延层上形成栅介质层和栅电极；

S6.在所述栅电极和裸露的外延层上形成层间介质层；

S7.在层间介质内形成接触孔；

S8.形成栅极端、源极端、漏极端的金属层。

8.根据权利要求7所述的集成静电防护二极管的碳化硅MOSFET器件的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述静电防护二极管最深的第二导电类型区和阱区同步形成，稍浅的浮空的第一导电类型区和最浅的第二导电类型区单独形成。

9.根据权利要求7所述的集成静电防护二极管的碳化硅MOSFET器件的制备方法，其特征在于，步骤S5中，所述栅介质层由热氧化、LPCVD、PECVD或ALD方式中一种或几种形成，所述栅电极为原位掺杂形成的多晶硅电极或者非掺多晶硅通过掺杂形成的多晶硅电极。