集成SBD的碳化硅MOSFET器件及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种集成sbd的碳化硅mosfet器件，其特征在于，包括若干个元胞结构，所述元胞结构包括衬底、形成于所述衬底上的n-外延层；位于所述n-外延层内的p阱区、结型场效应区的p 区、源极槽区的p 区和n 区；位于所述n-外延层上的第一欧姆接触金属层、第一肖特基接触金属层、第二欧姆接触金属层和第二肖特基接触金属层；其中，所述p阱区和所述源极槽区的p 区相邻，所述n 区位于p阱区内，所述源极槽区的p 区与n 区相邻；所述第一欧姆接触金属层的第一部分覆盖所述n 区背离所述n-外延层的一面的部分区域，所述第一欧姆接触金属层的第一部分覆盖所述n 区朝向所述源极槽区的p 区的一面的部分区域，所述第一欧姆接触金属层的第一部分覆盖所述源极槽区的p 区背离所述n-外延层的一面；所述结型场效应区的p 区位于所述p阱区远离所述n 区的一侧；所述第二欧姆接触金属层覆盖所述结型场效应区的p 区背离所述n-外延层的一面；所述第一肖特基接触金属层与所述第二欧姆接触金属层并排排列，且所述第一肖特基接触金属层位于所述第二欧姆接触金属层远离所述p阱区的一侧；所述第二肖特基接触金属层设置在所述第二欧姆接触金属层背离所述结型场效应区的p 区的一侧，且与所述结型场效应区的p 区平行。2.根据权利要求1所述的集成sbd的碳化硅mosfet器件，其特征在于，所述元胞结构还包括位于所述n-外延层上的栅氧化层；所述栅氧化层位于所述第一欧姆接触金属层的第一部与所述第二肖特基接触金属层之间；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；所述栅氧化层覆盖所述p阱区的表面，且所述栅氧化层的两侧分别覆盖所述n 区的部分表面和所述结型场效应区的部分表面。3.根据权利要求2所述的集成sbd的碳化硅mosfet器件，其特征在于，所述元胞结构还包括源极和漏极；所述源极覆盖所述层间介质、所述第一欧姆接触金属层、所述第一肖特基接触金属层、所述第二欧姆接触金属层和所述第二肖特基接触金属层；所述漏极位于所述衬底背离所述n-外延层的一侧。4.根据权利要求1所述的集成sbd的碳化硅mosfet器件，其特征在于，所述结型场效应区对应的结型场效应槽的槽深为0.25μm～0.35μm。5.根据权利要求1所述的集成sbd的碳化硅mosfet器件，其特征在于，所述源极槽区对应的源极槽的槽深为0.25μm～0.35μm。6.根据权利要求1所述的集成sbd的碳化硅mosfet器件，其特征在于，所述n 区的深度为0.3μm～0.4μm；所述p阱区的深度为1.0μm～1.5μm。7.根据权利要求1所述的集成sbd的碳化硅mosfet器件，其特征在于，所述结型场效应区的p 区的深度为1.0μm～1.6μm。8.根据权利要求1所述的集成sbd的碳化硅mosfet器件，其特征在于，所述源极槽区的p 区的深度为1.0μm～1.6μm。9.一种集成sbd的碳化硅mosfet器件的制备方法，其特征在于，包括：
在衬底上形成n-外延层；在所述n-外延层远离所述衬底的一侧，淀积氧化层，通过光刻-刻蚀形成p阱注入窗口，利用所述氧化层作为离子注入掩膜，al离子注入形成p阱区；在所述n-外延层远离所述衬底的一侧，再次沉积氧化层，反刻形成氧化层侧墙；利用所述氧化层侧墙作为离子注入掩膜，n离子注入形成n 区；在所述n-外延层远离所述衬底的一侧，再次沉积氧化层，通过光刻-刻蚀形成源极槽及结型场效应槽的刻蚀窗口，利用所述氧化层作为阻挡层，进行sic介质刻蚀，在所述n-外延层表面形成所述源极槽和所述结型场效应槽；对结型场效应槽进行氧化层沉积-光刻-刻蚀，结型场效应槽中间区域被氧化层所覆盖，形成注入阻挡层；在所述源极槽进行al离子注入，形成源极槽区的p 区，在所述结型场效应槽进行al离子注入，形成结型场效应区的p 区；去除所述n-外延层上的所有氧化层，在第一预设温度下环境下进行激活退火工艺，激活注入的al离子和n离子；在所述p阱区上形成栅氧化层，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结型场效应区的p 区、所述源极槽区的p 区和所述n 区的欧姆接触孔；沉积氮化层，通过光刻-刻蚀对结型场效应槽中的非欧姆合金区域进行覆盖保护；在所述n-外延层远离所述衬底的一侧淀积金属，在第二预设温度下，进行退火工艺，在所述源极槽区的p 区形成第一欧姆接触金属层，在所述结型场效应区的p 区形成第二欧姆接触金属层；通过对氮化层进行腐蚀去除，再次淀积金属，在第三预设温度环境下，退火进行退火工艺，在所述结型场效应区的p 区形成第一肖特基接触金属层和第二肖特基接触金属层。10.根据权利要求9所述的集成sbd的碳化硅mosfet器件的制备方法，其特征在于，还包括：在所述n-外延层远离所述衬底的一侧沉积金属以形成源极，并在所述衬底远离所述n-外延层的一面沉积金属以形成漏极。

技术总结
本发明公开了一种集成SBD的碳化硅MOSFET器件及其制备方法，包括衬底、N-外延层、P阱区、结型场效应区的P 区、源极槽区的P 区和N 区、第一欧姆接触金属层、第一肖特基接触金属层、第二欧姆接触金属层和第二肖特基接触金属层；结型场效应区的P 区位于P阱区远离N 区的一侧；第二欧姆接触金属层覆盖结型场效应区的P 区背离N-外延层的一面；第一肖特基接触金属层位于第二欧姆接触金属层远离P阱区的一侧；第二肖特基接触金属层设置在第二欧姆接触金属层背离结型场效应区的P 区的一侧，与结型场效应区的P 区平行。本发明在能够降低源极接触电阻，提升碳化硅器件的通流能力，提高碳化硅器件的可靠性。件的可靠性。件的可靠性。


技术研发人员：罗烨辉 王亚飞 郑昌伟 王志成 刘启军 刘小东 李诚瞻
受保护的技术使用者：株洲中车时代半导体有限公司
技术研发日：2021.12.15
技术公布日：2022/3/21