[发明专利]一种集成肖特基二极管的槽栅VDMOS器件

权利要求书

1.一种集成肖特基二极管的槽栅VDMOS器件，其元胞结构包括：高掺杂第一导电类型半导体衬底（12）、与高掺杂第一导电类型半导体衬底（12）背面接触的漏极金属（13）和与高掺杂第一导电类型半导体衬底（12）正面接触的低掺杂第一导电类型半导体漂移区（11）；在低掺杂第一导电类型半导体漂移区（11）顶部两侧分别具有一个第二导电类型半导体体区（5），在每个第二导电类型半导体体区（5）中具有相互独立的高掺杂第一导电类型半导体源区（4）和高掺杂第二导电类型半导体体接触区（6），高掺杂第一导电类型半导体源区（4）和高掺杂第二导电类型半导体体接触区（6）的表面与源极金属（1）相接触；在低掺杂第一导电类型半导体漂移区（11）顶部中央具有由栅极导电材料（9）和栅介质层（10）构成的槽栅结构，其中栅介质层（10）包围栅极导电材料（9）的两侧和底部，栅介质层（10）分别于高掺杂第一导电类型半导体源区（4）、第二导电类型半导体体区（5）和低掺杂第一导电类型半导体漂移区（11）相接触；栅极导电材料（9）的顶部与源极金属（1）之间填充有隔离介质（3）；

其特征在于：所述集成肖特基二极管的槽栅VDMOS器件的元胞结构中，在槽栅结构两侧的低掺杂第一导电类型半导体漂移区（11）中还分别具有一个有肖特基结金属（2）和体电极导电材料（7）构成的附加结构；其中所述肖特基结金属（2）的上表面与源极金属（1）接触，下表面中间部分与体电极导电材料（7）接触，其余下表面和侧面部分与低掺杂第一导电类型半导体漂移区（11）相接触形成肖特基结；体电极导电材料（7）的侧面和底面与低掺杂第一导电类型半导体漂移区（11）之间隔着一层介质层（8）。

2.根据权利要求1所述的集成肖特基二极管的槽栅VDMOS器件，其特征在于，所述栅极导电材料（9）和体电极导电材料（7）采用相同的槽深。

3.根据权利要求2所述的集成肖特基二极管的槽栅VDMOS器件，其特征在于，所述栅极导电材料（9）底部的栅介质采用厚栅介质（16），所述厚栅介质（16）的厚度大于栅介质层（10）的厚度。

4.根据权利要求1、2或3所述的集成肖特基二极管的槽栅VDMOS器件，其特征在于，在第一导电类型半导体漂移区（11）表面增加低掺杂第一导电类型半导体的第二外延层（15），使得肖特基结金属（2）与所述低掺杂第一导电类型半导体的第二外延层（15）相接触形成肖特基结，通过调节低掺杂第一导电类型半导体的第二外延层（15）的掺杂浓度来调节肖特基二极管的开启电压和耐压。

5.根据权利要求1至4之任一项集成肖特基二极管的槽栅VDMOS器件，其特征在于，所述肖特基结金属（2）采用钛及其合金、钛的氮化物、铂及其合金、铂的硅化物、钯及其合金或钯的硅化物实现。

6.根据权利要求1至4之任一项集成肖特基二极管的槽栅VDMOS器件，其特征在于，所述栅极导电材料（9）和体电极导电材料（7）采用多晶硅材料或其他金属材料，二者相同或不相同。

7.根据权利要求1至4之任一项集成肖特基二极管的槽栅VDMOS器件，其特征在于，所述栅介质层（10）和介质层（8）材料采用SiO₂或Si₃N₄低K介质材料，或者采用Al₂O₃、TiO₂、Ta₂O₅、ZrO₂或HfO₂高K介质材料，二者相同或不相同。