[发明专利]集成肖特基二极管的碳化硅MOSFET器件及其制备方法

权利要求书

1.一种集成肖特基二极管的碳化硅MOSFET器件，其特征在于，包括若干个元胞结构，各所述元胞结构为非对称结构，所述元胞结构包括漏极、位于所述漏极上的衬底、形成于所述衬底上的N-外延层，以及位于所述N-外延层内的P阱区、P+区和N+区，所述P阱区和所述P+区相邻，所述N+区位于P阱区内，所述P+区与N+区相邻；所述元胞结构还包括位于所述N-外延层上呈并排分布的栅氧化层、欧姆接触金属和肖特基接触金属；所述欧姆接触金属位于所述肖特基接触金属与所述栅氧化层之间，所述栅氧化层上形成有多晶硅栅电极，所述多晶硅栅电极的外周包覆有层间介质；所述元胞结构还包括覆盖在层间介质、欧姆接触金属和肖特基接触金属上方的源极，所述层间介质用于将所述源极分别与所述栅氧化层和多晶硅栅电极隔离，以及将所述欧姆接触金属分别与所述栅氧化层和多晶硅栅电极隔离；

其中，所述栅氧化层从部分所述N-外延层的结型场效应区向P阱区所在方向延伸至部分所述N+区上，所述欧姆接触金属覆盖所述P+区表面和所述N+区的部分表面，所述肖特基接触金属形成于所述N-外延层上，且位于远离所述N+区的所述P+区一侧。

2.根据权利要求1所述的集成肖特基二极管的碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述集成肖特基二极管的碳化硅MOSFET器件还包括形成于所述N-外延层内的至少一个P型注入区。

3.根据权利要求2所述的集成肖特基二极管的碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述P型注入区包括多个，多个所述P型注入区沿第一方向间隔排布，所述第一方向与所述P+区和所述N+区的排布方向垂直。

4.根据权利要求3所述的集成肖特基二极管的碳化硅MOSFET器件，其特征在于，相邻两个所述P型注入区之间的距离在1.0μm至100.0μm之间。

5.根据权利要求2或4所述的集成肖特基二极管的碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述P型注入区沿第一方向的宽度在0.2μm至20.0μm之间，所述第一方向与所述P+区和所述N+区的排布方向垂直。

6.根据权利要求2所述的集成肖特基二极管的碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述P型注入区的一侧与所述P+区连接、另一侧与相邻所述元胞结构的P阱区连接。

7.根据权利要求2所述的集成肖特基二极管的碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述P型注入区的一侧与P+区连接、另一侧与相邻所述元胞结构的P阱区间隔设置。

8.根据权利要求7所述的集成肖特基二极管的碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述P型注入区与相邻所述元胞结构的P阱区之间的距离小于所述结型场效应区沿第二方向的宽度，所述第二方向与所述P+区和所述N+区的排布方向平行。

9.根据权利要求1所述的集成肖特基二极管的碳化硅MOSFET器件，其特征在于，所述肖特基接触金属包括Ti、Mo、Ni、Pt以及TiW中的至少一种。

10.一种集成肖特基二极管的碳化硅MOSFET器件的制备方法，其特征在于，集成肖特基二极管的碳化硅MOSFET器件包括若干个元胞结构，各所述元胞结构为非对称结构，所述方法包括：

在衬底上形成N-外延层；

通过离子注入在所述N-外延层上方形成P阱区；

通过离子注入在所述P阱区上方的一侧形成两个邻接设置的P+区和N+区；

在所述P阱区上形成栅氧化层，并使所述栅氧化层从部分所述N-外延层的结型场效应区向P阱区所在方向延伸至部分所述N+区上；

在所述栅氧化层上形成多晶硅栅电极；

在所述多晶硅栅电极上沉积层间介质，并通过刻蚀形成露出所述P+区和所述N+区的欧姆接触孔；

在所述欧姆接触孔内和所述衬底远离所述N-外延层的一面分别沉积欧姆接触金属，并通过回火工艺形成欧姆接触；

刻蚀所述层间介质，以形成露出位于所述N-外延层的肖特基接触孔，所述肖特基接触孔位于所述P+区远离所述N+区的一侧；

在所述肖特基接触孔内沉积肖特基接触金属，并通过回火工艺形成肖特基接触；

在所述肖特基接触金属和所述欧姆接触金属上沉积正面金属以形成源极，并在所述衬底远离所述N-外延层的一面沉积背面金属以形成漏极。