一种带有多数载流子二极管的碳化硅MOS器件制造技术

本发明专利技术提供一种带有多数载流子二极管的碳化硅MOS器件。当MOS器件关断时，本发明专利技术通过引入多数载流子二极管和PN结二极管并联，同时利用多数载流子二极管其开启电压低、单极性电流导电的特点和PN结二极管导通电流大、耐压高的特点，在降低了器件在反向续流时的导通损耗的同时提高了反向续流能力和击穿电压，降低了反向恢复电荷并提高了碳化硅MOS器件的可靠性和集成性。当碳化硅MOS器件导通时，为了减低导通电阻从而降低MOS管的导通损耗，本发明专利技术在有源区中加入电流加强注入区，减小由于外延掺杂浓度过低而导致的JFET电阻过大的问题。

A silicon carbide MOS device with most carrier diodes

The invention provides a silicon carbide MOS device with a plurality of carrier diodes. When the MOS device is turned off, the invention adopts the parallel connection of most carrier diodes and PN junction diodes, at the same time uses the characteristics of low opening voltage, single polarity current conduction of most carrier diodes and the characteristics of large conduction current and high voltage withstand of PN junction diodes, which reduces the conduction loss of the device in reverse current continuation, improves the reverse current continuation ability and breakdown voltage, and reduces the conduction loss of the device in reverse current continuation It improves the reliability and integration of silicon carbide MOS devices. When the silicon carbide MOS device is on, in order to reduce the on resistance and the on loss of the MOS tube, the invention adds a current strengthening injection region in the active region to reduce the problem of excessive JFET resistance caused by low epitaxial doping concentration.

【技术实现步骤摘要】
一种带有多数载流子二极管的碳化硅MOS器件
本专利技术属于半导体领域，具体涉及一种带有多数载流子二极管的碳化硅MOS器件。
技术介绍
碳化硅（SiC）是目前发展最快的宽禁带功率半导体材料，使用碳化硅材料制作的MOS场效应晶体管功率器件比Si器件能够承受更高的电压和更快的开关速度。目前，当MOS器件关断时，碳化硅场效应晶体管中寄生的体二极管由于开启电压大，使得MOS器件在续流应用过程中导通损耗变高。因此采用集成多数载流子二极管在碳化硅MOS器件中可以解决这一问题。在现有技术中，已经有采用使用肖特基二极管作为寄生体二极管来减小开启电压的方法，但这一方法同样存在缺陷。首先，肖特基二管的反向漏电大，如果在器件设计时寄生肖特基二极管占有的面积过大，会影响MOS器件的反向击穿电压。其次，肖特基二极管在大电流时的自身压降过大，会使得当续流的电流较大时，在肖特基二极管上的压降损耗非常大。同时，当MOS器件开通时，由于碳化硅外延掺杂浓度较低，使得碳化硅MOS中的JFET电阻占总导通电阻的比例较大，增加MOS器件的导通损耗。专利
技术实现思路
针对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有多数载流子二极管的碳化硅MOS器件，其特征在于，包括：/n碳化硅衬底，该衬底材料的掺杂类型为第一导电类型；/n在碳化硅衬底的正面和背面依次设有第一导电类型半导体漂移区和第一电极；/n漂移区的顶层在有源区设有第一导电类型电流加强注入区；/n电流加强注入区上方设有栅电极，电流加强注入区和栅电极之间设有栅介质层；/n在栅电极两侧的电流加强注入区内部顶层设有与栅介质层相连的第二导电类型基区，基区内部设有与栅介质层相连的第一导电类型半导体重掺杂源区，基区内部顶层设有第二导电类型半导体重参杂体区；/n在所述电流加强注入区存在第二导电类型结势垒注入区，与第二电极接触后形成多数载流子二极管和PN结...

【技术特征摘要】
1.一种带有多数载流子二极管的碳化硅MOS器件，其特征在于，包括：
碳化硅衬底，该衬底材料的掺杂类型为第一导电类型；
在碳化硅衬底的正面和背面依次设有第一导电类型半导体漂移区和第一电极；
漂移区的顶层在有源区设有第一导电类型电流加强注入区；
电流加强注入区上方设有栅电极，电流加强注入区和栅电极之间设有栅介质层；
在栅电极两侧的电流加强注入区内部顶层设有与栅介质层相连的第二导电类型基区，基区内部设有与栅介质层相连的第一导电类型半导体重掺杂源区，基区内部顶层设有第二导电类型半导体重参杂体区；
在所述电流加强注入区存在第二导电类型结势垒注入区，与第二电极接触后形成多数载流子二极管和PN结二极管，与MOS器件并联；
源区和体区与第二电极接触并形成欧姆接触；
第二电极与栅电极之间有极间介质层隔离。


2.根据权利要求1所述的带有多数载流子二极管的碳化硅MOS器件，其特征在于，在所述的电流加强注入区和的上表面接触界面处设有第一导电类型载流子势垒，其势垒高度范围在0.3eV到2.7eV之间。


3.根据权利要求1所述的带有多数载流子二极管的碳化硅MOS器件，其特征在于，其第一电极和第二电极可为Ti、TiN、TiW、Ag、Al、Ni、Pt、Cu、Si或Au任意一种或多种的组合。


4.根据权利要求1所述的带有多数载流子二极管的碳化硅MOS器件，其特征在于，所述电流加强注入区的注入浓度为漂移区浓度的1.2~1000倍。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄兴，陈欣璐，
申请(专利权)人：派恩杰半导体杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33