[发明专利]一种集成肖特基二极管的碳化硅场效应管及其制备方法

权利要求书

1.一种集成肖特基二极管的碳化硅场效应管SiC-MOS，其中，所述SiC-MOS包括衬底层(101)和外延层(102)，所述外延层(102)背离所述衬底层(101)的一侧具有栅极沟槽(103)，所述栅极沟槽(103)内设有栅极氧化层(105)以及栅电极层(106)，还包括与所述栅极电极层(106)顶部相连的栅极(112)；

其特征在于：所述外延层(102)中紧贴所述栅极沟槽(103)的两侧设有P-well阱区(104)，所述P-well阱区(104)顶部设有源极接触N+区域(107)；还包括设于所述外延层(102)上表面的肖特基金属层(109)，所述肖特基金属层(109)与所述P-well阱区(104)相连接。

2.根据权利要求1所述的集成肖特基二极管的碳化硅场效应管SiC-MOS，其特征在于：所述肖特基金属层(109)的侧面还设有与所述P-well阱区(104)相连接的源极欧姆接触金属(110)。

3.根据权利要求2所述的集成肖特基二极管的碳化硅场效应管SiC-MOS，其特征在于：所述SiC-MOS还包括隔离介质层(108)和源极(113)，所述隔离介质层(108)设于所述源极欧姆接触金属(110)周围，所述源极(113)与所述肖特基金属层(109)和所述源极欧姆接触金属(110)相连；

或者所述SiC-MOS还包括漏极欧姆接触金属(111)和漏极(114)；所述漏极欧姆接触金属(111)设于所述衬底层(101)背离所述外延层(102)一面；所述漏极(114)与所述漏极欧姆接触金属(111)相连接。

4.根据权利要求1所述的集成肖特基二极管的碳化硅场效应管SiC-MOS，其特征在于：所述栅极氧化层(105)为所述栅极沟槽(103)内表面厚度为30nm～80nm的SiO₂层；所述栅电极层(106)为填充在所述栅极氧化层(105)沟槽内的多晶硅。

5.根据权利要求1所述的集成肖特基二极管的碳化硅场效应管SiC-MOS，其特征在于：所述肖特基金属层(109)材料为Au、Ti、Mo、Pt、Ni、Pd、W中的任意一种或几种的复合金属。

6.一种集成肖特基二极管的碳化硅场效应管的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：对衬底层和外延层进行清洗并且干燥；

S2：在所述外延层背离所述衬底层的一面刻蚀栅极沟槽；

S3：以特定斜度方向从所述栅极沟槽的侧壁注入P型杂质离子，形成P-well阱区；并对注入的所述杂质离子进行激活；

S4：在所述栅极沟槽内形成栅极氧化层以及栅电极层；

S5：从所述P-well阱区顶面紧贴所述栅极沟槽处注入高浓度N型杂质，形成源极接触N+区域；

S6：在所述栅极沟槽区域以及部分源极接触N+区域上表面进行淀积以及光刻蚀形成隔离介质层；

S7：通过lift-off工艺在表面淀积肖特基金属，形成肖特基金属层；

S8：通过lift-off工艺溅射金属Ni淀积源极欧姆接触金属和漏极欧姆接触金属；

S9：在表面淀积金属，形成栅极、源极和漏极，完成制备。

7.根据权利要求6所述的集成肖特基二极管的碳化硅场效应管的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中形成的所述P-well阱区高度为H，所述栅极沟槽宽度为W，所述特定斜度方向与所述栅极沟槽侧壁法向所成角度为θ，其中tanθ≥H/W；

所述P型杂质离子浓度为1×10¹⁸cm^-3～5×10¹⁸cm^-3。