结型场效应晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种结型场效应晶体管及其制备方法，一种结型场效应晶体管，包括：第一导电类型的基底；至少两层阱区结构，层叠设置于基底；每一层阱区结构包括第二导电类型的第一阱区，以及位于第一阱区的相对两侧的两个第二阱区；其中，第二阱区的导电类型与第二导电类型相反，且与第一导电类型相同；漏极和源极，分别形成于最上一层阱区结构的第一阱区的相对两侧；以及栅极，形成于最上一层阱区结构的两个第二阱区；其中，相邻的两层阱区结构中，相邻的两个第一阱区彼此接触，同一侧的两个第二阱区彼此相连。在获得同样的导电能力的情况下，使用本申请的结型场效应晶体管的结构设计更能节约设计尺寸。节约设计尺寸。节约设计尺寸。

【技术实现步骤摘要】
结型场效应晶体管及其制备方法


[0001]本申请涉及集成电路
，特别是涉及一种结型场效应晶体管及其制备方法。

技术介绍

[0002]结型场效应晶体管(Junction Field
‑
Effect Transistor，JFET)JFET是在同一块N形半导体上制作两个高掺杂的P区，并将它们连接在一起，所引出的电极称为栅极g，N型半导体两端分别引出两个电极，分别称为漏极d和源极s。
[0003]然而，该传统的结型场效应晶体管单位体积所能承载的电流十分有限，导致该传统的结型场效应晶体管的导电能力较小。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对传统的结型场效应晶体管的导电能力较小的问题，提供一种结型场效应晶体管及其制备方法。
[0005]根据本申请的一个方面，提供了一种结型场效应晶体管，包括：
[0006]第一导电类型的基底；
[0007]至少两层阱区结构，层叠设置于所述基底；每一层所述阱区结构包括第二导电类型的第一阱区，以及位于所述第一阱区的相对两侧的两个第二阱区；其中，所述第二阱区的导电类型与所述第二导电类型相反，且与所述第一导电类型相同；
[0008]漏极和源极，分别形成于最上一层所述阱区结构的所述第一阱区的相对两侧；以及
[0009]栅极，形成于最上一层所述阱区结构的两个所述第二阱区；
[0010]其中，相邻的两层所述阱区结构中，相邻的两个所述第一阱区彼此接触，同一侧的两个所述第二阱区彼此相连。
[0011]在其中一个实施例中，所述第一阱区包括沟道区和位于所述沟道区的相对两侧的两个漂移区，所述沟道区上形成有位于所述漏极和所述源极之间的沟槽；
[0012]所述至少两层所述阱区结构包括位于最上层的A阱区结构和沿所述阱区结构的层叠方向位于所述A阱区结构下方的至少一层B阱区结构；
[0013]所述漏极和所述源极分别形成于所述A阱区结构中所述第一阱区的两个所述漂移区。
[0014]在其中一个实施例中，所述A阱区结构中，所述第一阱区上的所述沟槽内设有浅槽隔离结构，以将所述漏极和所述源极彼此隔离。
[0015]在其中一个实施例中，所述浅槽隔离结构的纵长两端分别朝彼此背离的一侧延伸，并分别与所述A阱区结构中两个所述第二阱区接触，以将该两个所述第二阱区彼此隔离。
[0016]在其中一个实施例中，所述栅极包括：
[0017]多晶硅层，设置于所述浅槽隔离结构；
[0018]栅电极层，设置于所述多晶硅层远离所述浅槽隔离结构的一侧；
[0019]栅极连接层，分别形成于所述A阱区结构的两个所述第二阱区，且所述栅极连接层与所述栅电极层接触。
[0020]在其中一个实施例中，还包括第一导电类型的中间衬底层；
[0021]所述中间衬底层形成于所述B阱区结构中所述第一阱区上的所述沟槽内，且所述中间衬底层的相对两端延伸至所述沟槽外，以插设于相邻的两层所述阱区结构中同一侧的两个所述第二阱区之间。
[0022]在其中一个实施例中，所述中间衬底层内以第一剂量掺杂第一类型离子，所述B阱区结构中所述第一阱区内以第二剂量掺杂第二类型离子；
[0023]其中，所述第一剂量大于所述第二剂量。
[0024]在其中一个实施例中，相邻的两个所述阱区结构中，其中一所述阱区结构的所述第二阱区以第三剂量掺杂第一类型离子，另一所述阱区结构的所述第二阱区以第四剂量掺杂第一类型离子；
[0025]其中，所述第三剂量和所述第四剂量均分别按照所述第一剂量进行设定，以使相邻的两个所述阱区结构中同一侧的两个所述第二阱区借助于所述中间衬底层相连。
[0026]根据本申请的另一个方面，提供了一种结型场效应晶体管的制备方法，包括如下步骤：
[0027]提供第一导电类型的基底；
[0028]在所述基底上形成有层叠设置的至少两层阱区结构，每一所述阱区结构包括第二导电类型的第一阱区，以及位于所述第一阱区的相对两侧的两个第二阱区；其中，所述第二阱区的导电类型与所述第二导电类型相反，且与第一导电类型相同；
[0029]在最上一层所述阱区结构的所述第一阱区的相对两侧分别形成漏极和源极；
[0030]在最上一层所述阱区结构的两个所述第二阱区上形成栅极；
[0031]其中，相邻的两层所述阱区结构中，相邻的两个所述第一阱区彼此接触，同一侧的两个所述第二阱区彼此相连。
[0032]在其中一个实施例中，在所述基底上形成有层叠设置的至少两层阱区结构之前，所述制备方法还包括：
[0033]在所述基底上形成第一导电类型的埋层；
[0034]在所述埋层上外延形成第一导电类型的外延层；
[0035]其中，所述外延层的厚度为2～10微米。
[0036]在其中一个实施例中，所述至少两层所述阱区结构包括位于最上层的A阱区结构和沿所述阱区结构的层叠方向位于所述A阱区结构下方的至少一层B阱区结构，所述在所述基底上形成有层叠设置的至少两层阱区结构具体包括：
[0037]在所述基底上形成有源区；
[0038]通过所述有源区对外延层进行掩膜和离子注入，以在外延层上形成所述B阱区结构；
[0039]在所述B阱区结构中所述第一阱区上的沟槽处形成中间衬底层；
[0040]在所述中间衬底层上进行掩膜和离子注入，以在所述中间衬底层上形成所述A阱
区结构。
[0041]本专利技术的结型场效应晶体管及其制备方法至少具有如下有益效果：
[0042]本专利技术的结型场效应晶体管中，设置的至少两层阱区结构相当于增加了结型场效应晶体管的导电沟道的长度，进而增加了该结型场效应晶体管的有效导电面积，可有效提升该结型场效应晶体管的导电能力。换句话说，在获得同样的导电能力的情况下，使用本申请的结型场效应晶体管的结构设计更能节约设计尺寸。
[0043]本专利技术的结型场效应晶体管的制备方法，可获得更能节约设计尺寸的结型场效应晶体管。
附图说明
[0044]为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0045]图1示出了本申请一实施例中的结型场效应晶体管的局部结构示意图；
[0046]图2示出了本申请一实施例中的结型场效应晶体管的俯视图；
[0047]图3示出了本申请一实施例中的结型场效应晶体管的横向剖视图；
[0048]图4示出了本申请一实施例中的结型场效应晶体管的纵向剖视图；
[0049]图5示出了本申请一实施例中的结型场效应晶体管的制备方法的流程图；
[0050]图6示出了本申请另一实施例中的结型场效应晶体管的制备方法的流程图。
[0051]附图标记说明：
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结型场效应晶体管，其特征在于，包括：第一导电类型的基底(110)；至少两层阱区结构(120)，层叠设置于所述基底(110)；每一层所述阱区结构(120)包括第二导电类型的第一阱区(121)，以及位于所述第一阱区(121)的相对两侧的两个第二阱区(122)；其中，所述第二阱区(122)的导电类型与所述第二导电类型相反，且与所述第一导电类型相同；漏极(130)和源极(140)，分别形成于最上一层所述阱区结构(120)的所述第一阱区(121)的相对两侧；以及栅极(150)，形成于最上一层所述阱区结构(120)的两个所述第二阱区(122)；其中，相邻的两层所述阱区结构(120)中，相邻的两个所述第一阱区(121)彼此接触，同一侧的两个所述第二阱区(122)彼此相连。2.根据权利要求1所述的结型场效应晶体管，其特征在于，所述第一阱区(121)包括沟道区(1211)和位于所述沟道区(1211)的相对两侧的两个漂移区(1212)，所述沟道区(1211)上形成有位于所述漏极(130)和所述源极(140)之间的沟槽(1213)；所述至少两层所述阱区结构(120)包括位于最上层的A阱区结构(120a)和沿所述阱区结构(120)的层叠方向位于所述A阱区结构(120a)下方的至少一层B阱区结构(120b)；所述漏极(130)和所述源极(140)分别形成于所述A阱区结构(120a)中所述第一阱区(121)的两个所述漂移区(1212)。3.根据权利要求2所述的结型场效应晶体管，其特征在于，所述A阱区结构(120a)中，所述第一阱区(121)上的所述沟槽(1213)内设有浅槽隔离结构(170)，以将所述漏极(130)和所述源极(140)彼此隔离。4.根据权利要求3所述的结型场效应晶体管，其特征在于，所述浅槽隔离结构(170)的纵长两端分别朝彼此背离的一侧延伸，并分别与所述A阱区结构(120a)中两个所述第二阱区(122)接触，以将该两个所述第二阱区(122)彼此隔离。5.根据权利要求3所述的结型场效应晶体管，其特征在于，所述栅极(150)包括：多晶硅层(151)，设置于所述浅槽隔离结构(170)；栅电极层(152)，设置于所述多晶硅层(151)远离所述浅槽隔离结构(170)的一侧；栅极连接层(153)，分别形成于所述A阱区结构(120a)的两个所述第二阱区(122)，且所述栅极连接层(153)与所述栅电极层(152)接触。6.根据权利要求2所述的结型场效应晶体管，其特征在于，还包括第一导电类型的中间衬底层(160)；所述中间衬底层(160)形成于所述B阱区结构(120b)中所述第一阱区(121)上的所述沟槽(1213)内，且所述中间衬底层(160)的相对两端延伸至所述沟槽(1213)外，以插设于相邻的两层所述阱区结构(120)中同一侧的两个所述第二阱区...

【专利技术属性】
技术研发人员：张炜虎，王珊珊，仇峰，
申请(专利权)人：上海积塔半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：