[发明专利]一种集成肖特基结构温度传感器的MOSFET器件及其制备方法

说明书

本发明涉及一种集成肖特基结构温度传感器的MOSFET器件及其制备方法，方法包括：选取N型衬底层；在N型衬底层上形成N型外延层；在N型外延层的两端的内表面形成P阱注入区；在P阱注入区的内表面形成N+注入区；在P阱注入区的内表面形成P+注入区；在部分N型外延层、部分P阱注入区和部分N+注入区上形成第一栅氧化层和第二栅氧化层；在P+注入区和部分N+注入区上形成源极；在N型衬底层的下表面形成漏极；在N型外延层上形成复合金属层；在第一栅氧化层和第二栅氧化层上形成栅极。本发明所形成的肖特基结构的温度传感器可以通过测试电流的变化，实时监控MOSFET器件体内的热分布、结温等热特性，从而指导器件工作状态的变化。

技术领域

本发明属于微电子技术领域，涉及一种集成肖特基结构温度传感器的MOSFET器件及其制备方法。

背景技术

碳化硅(SiC)以其优良的物理化学特性和电学特性成为制造高温、大功率电子器件的一种最有优势的半导体材料，并且具有远大于Si材料的功率器件品质因子。SiCMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半场效晶体管)功率器件的研发始于20世纪90年代，具有输入阻抗高、开关速度快、工作频率高、耐高温高压等一系列优点，已在开关稳压电源、高频加热、汽车电子以及功率放大器等方面取得了广泛的应用。

为了实现较高的高温可靠性，从应用技术角度，需要对功率4H-SiC MOSFET在不同应用过程中的结温、热分布等特性进行监控，从而指导器件的安全工作区域。

然而，在常规传统结构的4H-SiC功率MOSFET器件中，并无此类内部监控器件，而采用外部设备又无法准确获得器件内部的热特性。这样会导致器件在高温工作时的特性变差，从而影响了器件的应用可靠性。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种集成肖特基结构温度传感器的MOSFET器件及其制备方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种集成肖特基结构温度传感器的MOSFET器件的制备方法，包括以下步骤：

选取N型衬底层；

在所述N型衬底层上形成N型外延层；

在所述N型外延层的两端的内表面形成两个P阱注入区；

在所述P阱注入区的内表面形成N+注入区；

在所述P阱注入区的内表面形成P+注入区，其中，两个所述N+注入区位于两个所述P+注入区之间；

在部分所述N型外延层、部分所述P阱注入区和部分所述N+注入区上形成第一栅氧化层和第二栅氧化层；

在所述P+注入区和部分所述N+注入区上形成源极；

在所述N型衬底层的下表面形成漏极；

在所述N型外延层上形成复合金属层，所述复合金属层与所述N型外延层为肖特基接触，且所述复合金属层位于所述第一栅氧化层和所述第二栅氧化层之间；

在所述第一栅氧化层和所述第二栅氧化层上形成栅极。

在本发明的一个实施例中，所述N型衬底层为N型4H-SiC衬底层，所述N型外延层为N型4H-SiC外延层。

在本发明的一个实施例中，在所述N型外延层的两端的内表面形成两个P阱注入区，包括：

利用离子注入方法在所述N型外延层的两端的内表面注入Al离子形成两个P阱注入区。

在本发明的一个实施例中，在所述P阱注入区的内表面形成N+注入区，包括：

利用离子注入方法在所述P阱注入区的内表面注入N离子形成N+注入区。