[发明专利]能够改进ESD保护回路回冲特性的SiC MOS器件

说明书

本发明公开了一种能够改进ESD保护回路回冲特性的SiCMOS器件，包括N型的SiC衬底(9)，在该SiC衬底(9)的上面设有N型的SiC外延区(8)，构成外延片，其特征在于，在该SiC外延区(8)的上面设有相互间隔的源极P型区(6)和漏极P型区(7)，在该漏极P型区(7)的上面设有第一nMOSFET(MN1)，在该源极P型区(6)的上面设有第二nMOSFET(MN2)。此种结构器件能够改善高压SiCMOS器件ESD保护回路的回冲特性。

技术领域

本发明属于微电子技术领域，特别涉及一种能够改善ESD保护回路回冲特性的SiCMOS器件的结构和制作方法，以降低器件在ESD作用下的触发电压，并且具有高保持电压。

背景技术

SiC具有独特的物理、化学及电学特性，是在高温、高频、大功率及抗辐射等极端应用领域极具发展潜力的半导体材料。ESD是一个很重要的可靠性话题，会在电路中产生过压和过流，导致栅氧化层失效器件的热毁伤。硅中ESD已经研究很多，但是SiC中研究的有限。目前国际上，SKyoung-II提出了一种SiC栅体浮动NMOS器件，具有低导通电阻，低触发电压和高温稳定性。P.Denis研究了ESD HBM应力下的SiC结势垒肖特基二极管，目的是为了强调SiC器件和工艺的限制性。T.P等研究了三种类型晶体管的失效机理，在ESD应力下的MOS器件的工作利用PE以及SPE等方法进行研究。之前报道了15V SiCNMOSESD器件特性来研究ESD的鲁棒性以及保护方式。但是对于SiC功率器件的ESD保护依旧仅有少数文献可查。众所周知，SiC材料大约10倍的临界电场，Ec＝2.4MV/cm，而Si是0.25MV/cm，而且pn结内建电势大约3倍Si材料大约3.4V在300K下，所以这个材料特性导致了触发电压和保持电压之间将会有很大的差异，并具有很强的回冲效应，这对优化ESD设计以及保护IC核来说是非常不利的。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种能够改善ESD保护回路回冲特性的SiC MOS器件，以改善器件在ESD作用下的触发电压并且具有高保持电压。

为实现上述目的，本发明技术方案：

一种能够改进ESD保护回路回冲特性的SiC MOS器件，包括N型的SiC衬底(9)，在该SiC衬底(9)的上面设有N型的SiC外延区(8)，构成外延片，其特征在于，在该SiC外延区(8)的上面设有相互间隔的源极P型区(6)和漏极P型区(7)，在该漏极P型区(7)的上面设有第一nMOSFET(MN1)，在该源极P型区(6)的上面设有第二nMOSFET(MN2)；

该第一nMOSFET(MN1)包括：设在该源极P型区(6)上面的漏极N+区(1)和N+/P+区(2)，在该漏极N+区(1)与N+/P+区(2)之间的上面设有第一栅极氧化层(10)，在该漏极N+区(1)和N+/P+区(2)的上面分别设有接触电极；在该第一栅极氧化层(10)的上面设有栅电极；

该第二nMOSFET(MN2)包括：依次排列的源极第一N+区(3)、源极第二N+区(4)和源极P+区(5)，在该源极第一N+区(3)与源极第二N+区(4)之间的的上面设有第二栅极氧化层(11)，在该源极第一N+区(3)、源极第二N+区(4)和源极P+区(5)的上面分别设有接触电极；在该第二栅极氧化层(11)的上面设有栅电极；

在所述的漏极N+区(1)上面的接触电极上设有漏极引线(D)；

所述的第一栅极氧化层(10)上面的栅电极与该源极第一N+区(3)上面的接触电极通过第一互连电极(12)互连，并设有栅极引出线(G)；

所述的N+/P+区(2)、源极第二N+区(4)和源极P+区(5)上面的接触电极，以及第二栅极氧化层(11)上面的栅电极均通过第二互连电极(13)互连，并设有源极引出线(S)。

所述的SiC外延区(8)为,浓度5e+15cm-3，该N型的SiC衬底(9)为浓度为5e+18cm-3。