[发明专利]一种碳化硅线性温度传感器及其测温方法和制造方法

权利要求书

1.一种碳化硅线性温度传感器，其特征在于：包括碳化硅N+衬底(1)，碳化硅N+衬底(1)上方具有碳化硅N^-外延层(2)，所述碳化硅N^-外延层(2)顶层中央具有P阱区(3)，P阱区(3)顶层中央具有N阱区(4)，所述N阱区(4)顶层两端上方具有与之相连的肖特基接触电极，所述N阱区(4)顶层中间位置至少具有N型碳化硅欧姆接触区(5)，所述N型碳化硅欧姆接触区(5)上方设置有与之相连的欧姆接触电极(7)，所述欧姆接触电极(7)与肖特基接触电极之间的碳化硅N^-外延层(2)，以及位于所述肖特基接触电极外侧的碳化硅N^-外延层(2)上表面均设置有钝化层(6)；两个肖特基接触电极与欧姆接触电极(7)三者相互独立，N阱区(4)顶层两端的肖特基接触电极对称设置在欧姆接触电极(7)两侧，并且两个肖特基接触电极(8)的结构尺寸相同，使得两个肖特基二极管的体电阻情况一致。

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅线性温度传感器，其特征在于，所述N阱区(4)顶层中间位置还包括：位于欧姆接触电极(7)下方且介于N型碳化硅欧姆接触区(5)之间的P型碳化硅欧姆接触区(9)，所述P型碳化硅欧姆接触区(9)与两侧的N型碳化硅欧姆接触区(5)相接触。

3.根据权利要求1或2所述的一种碳化硅线性温度传感器，其特征在于，所述P阱区的掺杂浓度为2E16cm^-3～4E18cm^-3，结深为0.5微米～1.5微米。

4.根据权利要求1或2所述的一种碳化硅线性温度传感器，其特征在于，所述N阱区的掺杂浓度为1E17cm^-3～5E17cm^-3，结深为0.1微米～0.5微米。

5.根据权利要求1或2所述的一种碳化硅线性温度传感器，其特征在于，欧姆接触电极的材料为金属镍；肖特基接触电极的材料为钛铝合金。

6.一种碳化硅线性温度传感器的温度测量方法，其特征在于：在权利要求1-5任一项所述的碳化硅线性温度传感器的两个肖特基接触电极上分别施加不同的恒定电流I_D1和I_D2，调节I_D1：I_D2＝2～10，利用两个肖特基接触电极分别相对欧姆接触电极的压降之差与温度的线性关系来实现温度测量。

7.一种碳化硅线性温度传感器的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：提供N+掺杂SiC基片作为碳化硅N+衬底(1)；

步骤2：在所述衬底上外延形成碳化硅N-外延层(2)；

步骤3：在碳化硅N-外延层(2)的顶层通过离子注入受主杂质形成P阱区(3)，在P阱区(3)的顶层通过离子注入受主杂质形成N阱区(4)，再在N阱区(4)的顶层中央通过离子注入施主杂质形成N+掺杂的欧姆接触区域(5)，然后经过高温退火处理；

步骤4：在器件表面形成钝化层(6)；

步骤5：刻蚀欧姆接触区域(5)上方的钝化层形成欧姆接触窗口，并在欧姆接触窗口处制得欧姆接触电极(7)；

步骤6：在欧姆接触电极(7)左右两侧分别刻蚀形成相互对称设置的肖特基接触窗口，并分别在肖特基接触窗口处制得肖特基接触电极。

8.根据权利要求7所述的一种碳化硅线性温度传感器的制造方法，其特征在于，所述P阱区的掺杂浓度为2E16cm^-3～4E18cm^-3，结深为0.5微米～1.5微米；所述N阱区的掺杂浓度为1E17cm^-3～5E17cm^-3，结深为0.1微米～0.5微米。