【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体mos器件领域，尤其是涉及碳化硅mos器件及其制备方法。
技术介绍
1、碳化硅（sic）作为第三代半导体中的典型代表，由于其具有禁带宽度大，热导率高、击穿场强高、载流子饱和迁移率高等优良的物理特性，使其能够替代硅（si）材料制备高温、高耐压等功率器件，并在新能源汽车、汽车充电桩等方向具有广阔的应用前景。
2、相关技术中，专利技术专利公开号cn114784108a公开了一种集成结势垒肖特基二极管的平面栅sic mosfet及其制作方法，利用为碳化硅的基板形成金属氧化物半导体场效应晶体管反向并联结型势垒肖特基二极管的整合结构。通过在sic mosfet的三维y方向上集成一个jbs二极管，可以在不增加sic mosfet元胞宽度的同时，有效的改善寄生体二极管的正向开启压降过大和反向恢复时间过长等问题，并且与内部集成sbd相比，集成的jbs二极管具有更小的反向漏电流。集成jbs二极管的方式不需要额外增加有源区面积，集成度更高，不会增大jfet区宽度。同时，在jfet区域y方向引入了间隔的p型掺杂区可以改善阻断工作时器件jfet区的电场分布和氧化层内的峰值电场，从而可以在设计时采用浓度更高的csl层，在不降低器件反向阻断特性的同时，提高器件的正向导通特性，降低器件正向导通时的电阻。
3、针对上述中的相关技术，传统平面栅sic mosfet的半元胞结构如对比文件1的图1所示，当sic mosfet应用于感性负载电路中，通常需要在电路中并联一个续流二极管，当感性负载的电流突然增大或减小时，负载两端会产生
技术实现思路
1、为了改善碳化硅mos器件关断的时间，降低关断损耗，本申请提供碳化硅mos器件及其制备方法。
2、本申请提供的一种碳化硅mos器件采用如下的技术方案：
3、第一方面
4、一种碳化硅mos器件，包括：
5、导电衬底，在所述导电衬底上形成有同极性外延层；
6、栅氧化层，形成在所述同极性外延层的上表面；所述同极性外延层中形成有源体区；所述有源体区中形成有同极源区，以定义在所述有源体区上的平面沟道；所述同极性外延层内还形成有反极源区，所述反极源区位于所述同极性外延层邻接所述同极源区的一侧；
7、栅结构，图案化设置在所述栅氧化层上；其中，所述栅氧化层为图案化，使得相邻所述栅结构的周侧绝缘层之间形成接触孔区，所述接触孔区暴露所述反极源区、所述同极源区和所述同极性外延层；
8、金属势垒层，透过所述接触孔区填补在所述栅氧化层之间的空白区；
9、源极引线金属，设置在所述栅结构和所述金属势垒层上。
10、通过采用上述技术方案，有源体区中形成有同极源区，以定义在有源体区上的沟道，金属势垒层与同极性外延层形成肖特基结构，使该碳化硅mos元胞设计中既有mos的一平面沟道结构，又有肖特基结构，且该肖特基与反极源区及有源体区掺杂结构结合形成了类似混合式pin-肖特基二极管（mps）结构的碳化硅肖特基二极管结构，同时，一个元胞结构中只有一平面沟道，因此，能够更好的降低反向关断时间和关断损耗，更好的降低碳化硅mos器件的jfet电阻，保障了mos器件在反压和高压漏电不受影响。
11、可选的，所述金属势垒层与所述同极性外延层之间形成肖特基接触区，所述金属势垒层与所述反极源区以及所述金属势垒层与同极源区之间形成欧姆接触区。
12、通过采用上述技术方案，肖特基二极管具有非常快速的开关特性，当施加的反向电压达到一定值时，肖特基二极管可以迅速从导通状态切换到截止状态，实现高速的关断操作，提高关断时间；同时，在肖特基结构中，由于势垒的存在，反向电压下载流子的数量非常少，这减少了反向电流的数量和延迟时间，降低开关损耗；欧姆接触则能够降低导通电阻，保障电流导通。
13、可选的，所述金属势垒层与所述同极性外延层接触的接触区域占所述金属势垒层在所述接触孔区中覆盖面积的10%-50%。
14、通过采用上述技术方案，让金属势垒层与同极性外延层形成肖特基接触，如果肖特基接触范围越大，反压时，屏蔽效果越差，漏电越大，通过限定肖特基的范围，来减少mos器件在反压时漏电的影响。
15、可选的，所述接触孔区内的金属势垒层与同极性外延层合金化形成碳化硅金属化合物势垒层。
16、通过采用上述技术方案，通过过合金化，可以改变金属和碳化硅之间的相互作用，降低肖特基势垒高度，使得电流更容易通过。合金化还有助于减小金属与碳化硅之间的接触电阻，提高电流的传输效率。
17、可选的，所述栅氧化层的反像图案定义所述金属势垒层的图案。
18、通过采用上述技术方案，栅氧化层与金属势垒层图案化时互不干扰，因此，通过该设计使半导体在制作时能够简化工艺，降低成本。
19、可选的，所述源极引线金属还填充位于所述栅结构之间。
20、通过采用上述技术方案，一方面能够实现对金属势垒层的导通，另一方面，利用源极引线金属对相邻栅结构进行稳固，提高结构稳定性。
21、可选的，所述反极源区具有一定深度，该深度能够让所述反极源区侧向连接同极源区与有源体区。
22、通过采用上述技术方案，提升器件的正向阻断能力。
23、第二方面
24、一种碳化硅mos器件的制备方法，包括以下步骤：
25、s1、提供导电衬底，在所述导电衬底上形成有同极性外延层；
26、s2、往所述同极性外延层中形成有源体区；
27、s3、在所述有源体区中形成同极源区，以定义在所述有源体区上的平面沟道；
28、s4、往所述同极性外延层内形成反极源区，所述反极源区位于所述同极性外延层邻接所述同极源区的一侧；
29、s5、在所述同极性外延层的上表面形成栅氧化层，并图案化设置栅结构在所述栅氧化层上；
30、s6、图案化处理所述栅氧化层，使得相邻所述栅结构的周侧绝缘层之间形成接触孔区，所述接触孔区暴露所述反极源区、所述同极源区和所述同极性外延层；
31、s7、在所述接触孔区溅射淀积金属势垒层，以填补在所述栅氧化层之间的空白区，并使所述金属势垒层形成为碳化硅金属化合物势垒层在所述栅氧化层之间；
32、s8、设置源极引线金属在所述栅结构和所述金属势垒层上。
33、通过采用上述技术方案，该肖特基与反极源区及有源体区掺杂结构结合形成了类似混合式pin-肖特基二极管（mps）结构的碳化硅肖特基二极管结构，保障了mos器件在高压和反压下具备足够的稳定性能。去除了栅结构一边的有源体区、同极源区本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种碳化硅MOS器件，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的碳化硅MOS器件，其特征在于：所述金属势垒层（60）与所述同极性外延层（20）之间形成肖特基接触区，所述金属势垒层（60）与所述反极源区（43）以及所述金属势垒层（60）与同极源区（42）之间形成欧姆接触区。
3.根据权利要求2所述的碳化硅MOS器件，其特征在于：所述金属势垒层（60）与所述同极性外延层（20）接触的接触区域占所述金属势垒层（60）在所述接触孔区（52）中覆盖面积的10%-50%。
4.根据权利要求2所述的碳化硅MOS器件，其特征在于：所述接触孔区（52）内的金属势垒层（60）与同极性外延层（20）合金化形成碳化硅金属化合物势垒层。
5.根据权利要求1所述的碳化硅MOS器件，其特征在于：所述栅氧化层（30）的反像图案定义所述金属势垒层（60）的图案。
6.根据权利要求1所述的碳化硅MOS器件，其特征在于：所述源极引线金属（70）还填充位于所述栅结构（50）之间。
7.根据权利要求1所述的碳化硅MOS器件，其特征在于：所述反极
8.一种碳化硅MOS器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的碳化硅MOS器件的制备方法，其特征在于，步骤S8中，所述源极引线金属（70）填充位于所述栅结构（50）之间，以覆盖在所述金属势垒层（60）上。
10.根据权利要求8所述的碳化硅MOS器件的制备方法，其特征在于，步骤S6中，所述同极性外延层（20）在所述接触孔区（52）的暴露面积占所述接触孔区（52）总暴露面积的10%-50%。
...【技术特征摘要】
1.一种碳化硅mos器件，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的碳化硅mos器件，其特征在于：所述金属势垒层（60）与所述同极性外延层（20）之间形成肖特基接触区，所述金属势垒层（60）与所述反极源区（43）以及所述金属势垒层（60）与同极源区（42）之间形成欧姆接触区。
3.根据权利要求2所述的碳化硅mos器件，其特征在于：所述金属势垒层（60）与所述同极性外延层（20）接触的接触区域占所述金属势垒层（60）在所述接触孔区（52）中覆盖面积的10%-50%。
4.根据权利要求2所述的碳化硅mos器件，其特征在于：所述接触孔区（52）内的金属势垒层（60）与同极性外延层（20）合金化形成碳化硅金属化合物势垒层。
5.根据权利要求1所述的碳化硅mos器件，其特征在于：所述栅氧化层（30）的反像图案定义所述金属势垒层...
【专利技术属性】
技术研发人员：张曌，任炜强，
申请(专利权)人：深圳真茂佳半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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