[发明专利]一种在单胞级别集成结势垒肖特基二极管的MOSFET器件及制备

权利要求书

1.一种集成结势垒肖特基二极管的MOSFET器件，其特征是，器件自下至上包括漏极(10)，重掺杂的N型衬底(20)，N-外延层(30)；N-外延层内部接近上表面通过掺杂变化而形成周期性区域，N-外延层上表面又包含周期性交替凸起的栅极区和相对凹陷下去的金属接触区；每个器件由成百上千个周期的单胞构成，每个周期单胞包括两部分：(1)栅极区：外延层内的掺杂区包括两个相邻的P阱区(40)，每个P阱区又包含一个N+区(50)和一个P+区(60)的部分或全部；N-外延层内，两个相邻的P阱区之间是JFET区(150)；N-外延层表面，横跨两个P阱区的上方，自下而上，依次有栅极介质层(80)，栅极(90)，层间介质(100)和金属层(110)；(2)金属接触区：外延层内的掺杂区包括两个相邻的P阱区，每个P阱区又包含一个P+区(60)的部分或全部和一个N+区；N-外延层内，两个相邻的P+区之间，是一个无额外掺杂直接形成的肖特基区(70)；N-外延层(30)表面，横跨两个P阱区的上方是金属层(110)；金属层在肖特基接触区上方形成肖特基接触即肖特基结,并在N+区上方和层间介质(100)的上方形成源极金属。

2.根据权利要求1所述的集成结势垒肖特基二极管的MOSFET器件，其特征是，MOSFET的体二极管包含结势垒肖特基二极管。

3.根据权利要求1或2所述的集成结势垒肖特基二极管的MOSFET器件，其特征是，在每两个、三个或多个相邻周期单胞中的一个金属接触区插入肖特基接触，或只在每两个、三个或多个相邻周期中的一个金属接触区保留传统接触，其余的金属接触区都插入肖特基接触，或者其他各种在金属接触区插入和不插入肖特基接触的组合。

4.一种集成结势垒肖特基二极管的MOSFET器件，其特征是，器件自下至上包括漏极(10)，重掺杂的N型衬底(20)，N-外延层(30)；N-外延层内部接近上表面通过掺杂变化而形成周期性区域，N-外延层上表面又包含周期性交替凸起的栅极区和相对凹陷下去的金属接触区；每个器件由成百上千个周期的单胞构成，每个周期单胞包括两部分：(1)栅极区：外延层内的掺杂区包括两个相邻的P阱区(40)，每个P阱区又包含一个N+区(50)和一个P+区(60)的部分或全部；N-外延层内，两个相邻的P阱区之间是JFET区(150)；N-外延层表面，横跨两个P阱区的上方，自下而上，依次有栅极介质层(80)，栅极(90)，层间介质(100)和金属层(110)；(2)金属接触区：外延层内的掺杂区包括两个相邻的P阱区，每个P阱区又包含一个P+区(60)的部分或全部和一个N+区；N-外延层内，两个相邻的P+区之间，是一个无额外掺杂直接形成的肖特基区(70)；N-外延层(30)表面，横跨两个P阱区的上方是金属层(110)；金属层在肖特基接触区上方形成肖特基接触即肖特基结,并在N+区上方和层间介质(100)的上方形成源极金属；栅极区的栅极为沟槽栅的结构。

5.根据权利要求1-4任一集成结势垒肖特基二极管的MOSFET器件的制备方法，其特征是，将结势垒肖特基二极管集成到MOSFET器件中；用单一金属化体系，同时形成肖特基接触和MOSFET的源极；通过选择合适的金属材料和退火工艺，金属层(110)的最下面一层作肖特基金属，整个金属层又是源极金属；(1)肖特基区的形成，将传统的连续的长P+区，在中间断开，就是在外延层(30)中的一部分不作额外掺杂，即形成肖特基区；(2)肖特基金属层的制备，通过合适的金属材料和退火工艺，金属层的最下面一层作肖特基金属，整个金属层又是源极金属。