一种新型硅外延片构造的金氧半场效晶体管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型硅外延片构造的金氧半场效晶体管，包括栅极、源极、漏极、二氧化硅绝缘层、两个N区、一个P区、外延片，其中，P区上端面正对氧化硅绝缘层的部位向下凹陷形成定位凹槽，二氧化硅绝缘层下表面向下突出形成一个等腰梯形状凸起，等腰梯形状凸起嵌入定位凹槽内且与定位凹槽之间构成有容置容腔，外延片嵌入该容置空腔内且与容置空腔大小形状匹配。P区内设置有位于容置容腔正下方的附加P区，附加P区的掺杂浓度大于P区的掺杂浓度。本实用新型专利技术应用时，可以有效避免外延片出现图形漂移的情况。

A new type of silicon epitaxial piece of gold oxygen half effect transistor

The utility model discloses a MOSFET transistor a novel silicon epitaxial wafer structure, including a gate electrode, the source electrode and the drain electrode, insulating layer of silicon dioxide, two N area, a P area, among them, P epitaxial films, silicon oxide insulating layer is on the face of the part downwards to form a positioning groove under the surface, a silicon dioxide insulating layer to form a downwardly projecting isosceles trapezoidal bulges, a containing cavity is formed between an isosceles trapezoid are embedded into the positioning groove and the positioning groove, epitaxial wafer embedded in the accommodating cavity and the cavity size and shape matching. In the P area, there is an additional P region located just below the capacitive chamber, and the doping concentration in the additional P region is greater than the doping concentration in the P region. When the application of the utility model is applied, it can effectively avoid the situation of the drifting of the epitaxial film.

【技术实现步骤摘要】
一种新型硅外延片构造的金氧半场效晶体管
本技术涉及电子器件，具体涉及一种新型硅外延片构造的金氧半场效晶体管。
技术介绍
金氧半场效晶体管(MOSFET)，是金属-氧化物半导体场效应晶体管的简称，其是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管。现有金氧半场效晶体管受到硅外延层结构的限制，其击穿电压较低，同时电阻率均匀性较差。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是现有金氧半场效晶体管受到硅外延层结构的限制，其击穿电压较低，同时电阻率均匀性较差，目的在于提供一种新型硅外延片构造的金氧半场效晶体管，其应用时能提高击穿电压以及电阻率均匀性。本技术通过下述技术方案实现：一种新型硅外延片构造的金氧半场效晶体管，包括栅极、源极、漏极、二氧化硅绝缘层、两个N区、一个P区、外延片，其中，两个N区分别设置在P区的上表面的两端，两个N区和一个P区整体构成方形结构；所述二氧化硅绝缘层设于两个N区以及P区的上方；所述栅极设置在两个N区之间的P区上侧的二氧化硅绝缘层顶部；所述源极穿过其中一个N区上侧的二氧化硅绝缘层与下侧的N区连通；所述漏极穿过另外一个N区上侧的二氧化硅绝缘层与下侧的N区连通；所述P区上端面正对氧化硅绝缘层的部位向下凹陷形成定位凹槽，所述二氧化硅绝缘层下表面向下突出形成一个等腰梯形状凸起，所述等腰梯形状凸起嵌入定位凹槽内且与定位凹槽之间构成有容置容腔，所述外延片嵌入该容置空腔内且与容置空腔大小形状匹配；所述P区内设置有位于容置容腔正下方的附加P区，所述附加P区的掺杂浓度大于P区的掺杂浓度。金氧半场效晶体管的衬底和外延层之间图形的任何横向位移叫做图形漂移，图形漂移的主要原因是结晶学平面生长速率的各向异性，这个结晶学平面受二氧化硅绝缘层与方形结构的约束，如果产生图形漂移，击穿电压就会降低，使得金氧半场效晶体管性能下降。现有技术中的金氧半场效晶体管中设置的外延片的大小与二氧化硅绝缘层的横截面几乎相等，外延片直接作为一层结构叠放在二氧化硅绝缘层与方形结构之间，这样外延片受到的约束就很小，就很有可能产生图形漂移；本技术减小外延片的使用面积，使外延片仅仅限制在P区与二氧化硅绝缘层接触的表面上，可以节约外延片的材料投入，提高外延片的有效使用面积。本技术通过等腰梯形状凸起嵌入定位凹槽内，使得外延片形成有两个弯折角的形状，这样外延片的约束范围仅仅是在二氧化硅绝缘层与方形结构之间的空腔中，可以有效避免外延片出现图形漂移的情况。当一个够大的电位差施于MOSFET的栅极与源极之间时，电场会在氧化层下方的半导体表面形成感应电荷，而这时所谓的“反型层”就会形成。通道的极性与其漏极与源极相同，假设漏极和源极是n-type，那么通道也会是n-type。通道形成后，MOSFET即可让电流通过，而依据施于栅极的电压值不同，可由MOSFET的通道流过的电流大小亦会受其控制而改变。由于反型层是由一端到另一端、由薄增厚，电阻率的均匀性就会产生影响，本技术通过在反型层所对应的P区内部设置一个附加P区，并且附加P区的浓度要大于P区的掺杂浓度，这样就能为反型层形成的路径中后段提供更多的移动电子，帮助反型层的形成，这样就能有效改善电阻率的均匀性问题。进一步地，所述附加P区设置在栅极轴线所处所处的直线上。进一步地，所述二氧化硅绝缘层与N区接触的表面之间设置有多个二氧化硅限位柱。通过设置二氧化硅限位柱，可以避免二氧化硅绝缘层与N区之间产生相对位移，从而避免了二氧化硅绝缘层与P区之间的空腔产生形变，进而避免了外延片产生图形漂移。进一步地，二氧化硅限位柱为直径为1mm以下的圆柱。由于金氧半场效晶体管体积较小，N区的体积大小决定了金氧半场效晶体管导通性能的优劣，将二氧化硅限位柱的直径限定在1mm以下，可以避免N区体积的占用，防止金氧半场效晶体管导通性能变差。进一步地，所述二氧化硅绝缘层与N区接触的表面各自设置有与二氧化硅限位柱相适应的限位孔，二氧化硅限位柱的两端分别嵌入二氧化硅绝缘层的限位孔以及N区的限位孔中。进一步地，外延片的厚度为2μm～15μm。本技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本技术通过改变二氧化硅绝缘层与P区接触的面积的形状，使得外延片形成有两个弯折角的形状，这样外延片的约束范围仅仅是在二氧化硅绝缘层与方形结构之间的空腔中，可以有效避免外延片出现图形漂移的情况，从而提高击穿电压；2、本技术通过在反型层所对应的P区内部设置一个附加P区，并且附加P区的浓度要大于P区的掺杂浓度，这样就能为反型层形成的路径中后段提供更多的移动电子，帮助反型层的形成，这样就能有效改善电阻率的均匀性问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术实施例的限定。在附图中：图1为本技术结构示意图。附图中标记及对应的零部件名称：1-栅极，2-源极，3-漏极，4-二氧化硅绝缘层，5-N区，6-P区，7-附加P区，8-二氧化硅限位柱，9-外延片。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本技术作进一步的详细说明，本技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本技术，并不作为对本技术的限定。实施例如图1所示，一种新型硅外延片构造的金氧半场效晶体管，包括栅极1、源极2、漏极3、二氧化硅绝缘层4、两个N区5、一个P区6、外延片9，其中，两个N区5分别设置在P区6的上表面的两端，并且两个N区5之间不连通，两个N区5和一个P区6整体构成方形结构。本实施例的二氧化硅绝缘层4设于两个N区5以及P区6的上方，栅极1设置在两个N区5之间的P区6上侧的二氧化硅绝缘层4顶部，源极2穿过其中一个N区5上侧的二氧化硅绝缘层4与下侧的N区5连通，漏极3穿过另外一个N区5上侧的二氧化硅绝缘层4与下侧的N区5连通。本实施例的P区6上端面正对氧化硅绝缘层4的部位向下凹陷形成定位凹槽，二氧化硅绝缘层4下表面向下突出形成一个等腰梯形状凸起，等腰梯形状凸起嵌入定位凹槽内且与定位凹槽之间构成有容置容腔，外延片9嵌入该容置空腔内且与容置空腔大小形状匹配。本实施例的P区6内设置有位于容置容腔正下方的附加P区7，附加P区7的掺杂浓度大于P区6的掺杂浓度。本实施例在具体设置时，外延片9的厚度优选为2μm～15μm，附加P区7设置在栅极1轴线所处所处的直线上。在二氧化硅绝缘层4与方形结构接触的表面之间设置有多个二氧化硅限位柱8，其中，二氧化硅限位柱8为直径为1mm以下的圆柱。本实施例在具体设置时，二氧化硅绝缘层4与N区5接触的表面各自设置有与二氧化硅限位柱8相适应的限位孔，二氧化硅限位柱8的两端分别嵌入二氧化硅绝缘层4的限位孔以及N区5的限位孔中。以上所述的具体实施方式，对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本技术的具体实施方式而已，并不用于限定本技术的保护范围，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型硅外延片构造的金氧半场效晶体管，包括栅极(1)、源极(2)、漏极(3)、二氧化硅绝缘层(4)、两个N区(5)、一个P区(6)、外延片(9)，其中，两个N区(5)分别设置在P区(6)的上表面的两端，两个N区(5)和一个P区(6)整体构成方形结构；所述二氧化硅绝缘层(4)设于两个N区(5)以及P区(6)的上方；所述栅极(1)设置在两个N区(5)之间的P区(6)上侧的二氧化硅绝缘层(4)顶部；所述源极(2)穿过其中一个N区(5)上侧的二氧化硅绝缘层(4)与下侧的N区(5)连通；所述漏极(3)穿过另外一个N区(5)上侧的二氧化硅绝缘层(4)与下侧的N区(5)连通；其特征在于，所述P区(6)上端面正对氧化硅绝缘层(4)的部位向下凹陷形成定位凹槽，所述二氧化硅绝缘层(4)下表面向下突出形成一个等腰梯形状凸起，所述等腰梯形状凸起嵌入定位凹槽内且与定位凹槽之间构成有容置容腔，所述外延片(9)嵌入该容置空腔内且与容置空腔大小形状匹配；所述P区(6)内设置有位于容置容腔正下方的附加P区(7)，所述附加P区(7)的掺杂浓度大于P区(6)的掺杂浓度。

【技术特征摘要】
1.一种新型硅外延片构造的金氧半场效晶体管，包括栅极(1)、源极(2)、漏极(3)、二氧化硅绝缘层(4)、两个N区(5)、一个P区(6)、外延片(9)，其中，两个N区(5)分别设置在P区(6)的上表面的两端，两个N区(5)和一个P区(6)整体构成方形结构；所述二氧化硅绝缘层(4)设于两个N区(5)以及P区(6)的上方；所述栅极(1)设置在两个N区(5)之间的P区(6)上侧的二氧化硅绝缘层(4)顶部；所述源极(2)穿过其中一个N区(5)上侧的二氧化硅绝缘层(4)与下侧的N区(5)连通；所述漏极(3)穿过另外一个N区(5)上侧的二氧化硅绝缘层(4)与下侧的N区(5)连通；其特征在于，所述P区(6)上端面正对氧化硅绝缘层(4)的部位向下凹陷形成定位凹槽，所述二氧化硅绝缘层(4)下表面向下突出形成一个等腰梯形状凸起，所述等腰梯形状凸起嵌入定位凹槽内且与定位凹槽之间构成有容置容腔，所述外延片(9)嵌入该容置空腔内且与容置空...

【专利技术属性】
技术研发人员：王作义，康宏，马洪文，胡宝平，陈小铎，崔永明，卞小玉，
申请(专利权)人：四川广瑞半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51