结型场效应器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种结型场效应器件及其制造方法，在所述结型场效应器件中，沟道区内的栅区结构包括第一层栅区及第二层多晶硅栅区，即栅区结构为双层结构，在第一层栅区与栅区多晶硅的接触区域进行掺杂，形成了第二层多晶硅栅区，相比于第一层栅区与栅区多晶硅的直接接触，对栅区多晶硅及第一层栅区的局部均进行了掺杂，改善了栅极接触区域的导电性能，能有效降低栅极接触区域的电位面积电阻，使得器件的漏电流降低，器件的阈值电压同样也得以降低，有效提升了漏电流与阈值电压等关键参数的一致性；基于结构的规范设计，对应工艺可以采用全多晶自对准工艺，流程简单，且可以与多晶硅集成电路工艺高度兼容。集成电路工艺高度兼容。集成电路工艺高度兼容。

【技术实现步骤摘要】
结型场效应器件及其制造方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其是涉及一种结型场效应器件及其制造方法。

技术介绍

[0002]基于现代化BiFET双极工艺制造的高精度结型场效应晶体管(JFET)输入运算放大器具有噪音低、输入阻抗高、温漂和输入偏置电流小等特点，在整机电子系统中用于信号的放大处理，针对高精度结型场效应晶体管输入运算放大器的生产，在现代化BiFET双极工艺中最为重要的就是结型场效应器件的开发。
[0003]结型场效应晶体管具有高输入阻抗、低偏置电流等一系列优点，其适用范围很广，但是随着双极工艺集成技术的不断发展以及集成密度的不断提高，结型场效应晶体管在输入阻抗、漏电流、阈值电压、耐压等各个方面受到的挑战越来越多，其漏电流偏高，且漏电流与阈值电压等关键参数的一致性越来越差，越来越不适用于小型化、高密度集成化、精细化的整机电子系统。
[0004]因此，如何降低结型场效应器件的漏电流并提升其关键参数的一致性是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种结型场效应器件的技术方案，用于解决上述技术问题。
[0006]为了实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供的技术方案如下。
[0007]一种结型场效应器件，包括：
[0008]衬底；
[0009]外延层，具有第一类型掺杂，设置在所述衬底上；
[0010]沟道区，具有第二类型掺杂，设置在所述外延层中；
[0011]第一层栅区，具有第一类型掺杂，设置在所述沟道区内；
[0012]第二层多晶硅栅区，具有第一类型掺杂，设置在所述第一层栅区内且位于所述第一层栅区的顶部；
[0013]多晶硅重掺杂源区，具有第二类型掺杂，设置在所述沟道区内，位于所述第一层栅区的一侧；
[0014]多晶硅重掺杂漏区，具有第二类型掺杂，设置在所述沟道区内，位于所述第一层栅区的另一侧；
[0015]场氧层，设置在所述外延层上，且暴露出所述第二层多晶硅栅区、所述多晶硅重掺杂源区及所述多晶硅重掺杂漏区；
[0016]栅区多晶硅，设置在所述外延层上，穿过所述场氧层与所述第二层多晶硅栅区接触；
[0017]源区多晶硅，设置在所述外延层上，穿过所述场氧层与所述多晶硅重掺杂源区接
触；
[0018]漏区多晶硅，设置在所述外延层上，穿过所述场氧层与所述多晶硅重掺杂漏区接触；
[0019]介质层，设置在所述场氧层、所述栅区多晶硅、所述源区多晶硅及所述漏区多晶硅上，且暴露出所述栅区多晶硅、所述源区多晶硅及所述漏区多晶硅；
[0020]栅极金属，设置在所述介质层上，穿过所述介质层与所述栅区多晶硅接触；
[0021]源极金属，设置在所述介质层上，穿过所述介质层与所述源区多晶硅接触；
[0022]漏极金属，设置在所述介质层上，穿过所述介质层与所述漏区多晶硅接触。
[0023]可选地，所述结型场效应器件还包括：
[0024]埋层，设置在所述衬底中且位于所述衬底顶部的边缘；
[0025]隔离穿透区，设置在所述外延层中并环绕所述沟道区设置，位于所述外延层的边缘且与所述埋层接触。
[0026]可选地，所述衬底具有P型掺杂，所述埋层具有N型掺杂，所述隔离穿透区具有N型掺杂。
[0027]可选地，所述第一类型掺杂与所述第二类型掺杂是相反的类型掺杂，若所述第一类型掺杂为P型掺杂，则所述第二类型掺杂为N型掺杂；若所述第一类型掺杂为N型掺杂，则所述第二类型掺杂为P型掺杂。
[0028]可选地，所述衬底或者所述外延层的材料至少包括体硅、碳化硅、砷化镓、磷化铟及锗硅中的一种。
[0029]一种结型场效应器件的制造方法，包括：
[0030]提供衬底；
[0031]在所述衬底中形成埋层，所述埋层位于所述衬底顶部的边缘；
[0032]在所述衬底上形成外延层，所述外延层具有第一类型掺杂；
[0033]在所述外延层中形成隔离穿透区，所述隔离穿透区位于所述外延层的边缘且与所述埋层接触；
[0034]在所述外延层中形成沟道区，所述沟道区具有第二类型掺杂；
[0035]在所述外延层上形成场氧层，所述场氧层上预设有栅区窗口、源区窗口及漏区窗口；
[0036]通过所述栅区窗口，在所述沟道区中形成第一层栅区，所述第一层栅区具有第一类型掺杂；
[0037]在所述栅区窗口处形成栅区多晶硅，在所述源区窗口处形成源区多晶硅，在所述漏区窗口处形成漏区多晶硅，所述栅区多晶硅与所述第一层栅区接触，所述源区多晶硅及所述漏区多晶硅分别与所述沟道区接触；
[0038]通过所述栅区多晶硅，在所述第一层栅区内形成第二层多晶硅栅区，所述第二层多晶硅栅区具有第一类型掺杂且位于所述第一层栅区的顶部；
[0039]通过所述源区多晶硅，在所述沟道区内形成多晶硅重掺杂源区，通过所述漏区多晶硅，在所述沟道区内形成多晶硅重掺杂漏区，所述多晶硅重掺杂源区具有第二类型掺杂且位于所述第一层栅区的一侧，所述多晶硅重掺杂漏区具有第二类型掺杂且位于所述第一层栅区的另一侧。
[0040]可选地，在形成所述多晶硅重掺杂源区及所述多晶硅重掺杂漏区后，所述结型场效应器件的制造方法还包括：
[0041]在所述场氧层、所述栅区多晶硅、所述源区多晶硅及所述漏区多晶硅上形成第一介质层并刻蚀，暴露出所述栅区多晶硅、所述源区多晶硅及所述漏区多晶硅；
[0042]在残留的所述第一介质层、所述栅区多晶硅、所述源区多晶硅及所述漏区多晶硅上形成第一金属层并刻蚀，得到相互独立的栅极金属、源极金属及漏极金属，所述栅极金属穿过残留的所述第一介质层与所述栅区多晶硅接触，所述源极金属穿过残留的所述第一介质层与所述源区多晶硅接触，所述漏极金属穿过残留的所述第一介质层与所述漏区多晶硅接触。
[0043]可选地，在形成所述栅极金属、所述源极金属及所述漏极金属后，所述结型场效应器件的制造方法还包括：
[0044]在所述栅极金属、所述源极金属及所述漏极金属上形成第二介质层并刻蚀，暴露出所述栅极金属、所述源极金属及所述漏极金属；
[0045]在残留的所述第二介质层、所述栅极金属、所述源极金属及所述漏极金属上形成第二金属层并刻蚀，得到相互独立的栅极附加金属、源极附加金属及漏极附加金属，所述栅极附加金属穿过残留的所述第二介质层与所述栅极金属接触，所述源极附加金属穿过残留的所述第二介质层与所述源极金属接触，所述漏极附加金属穿过残留的所述第二介质层与所述漏极金属接触；
[0046]形成钝化层，所述钝化层覆盖所述栅极附加金属、所述源极附加金属及所述漏极附加金属；
[0047]刻蚀所述钝化层，暴露出所述栅极附加金属、所述源极附加金属及所述漏极附加金属。
[0048]可选地，所述第二金属层包括合金层。
[0049]可选地，在刻蚀所述钝化层，暴露出所述栅极附加金属、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结型场效应器件，其特征在于，包括：衬底；外延层，具有第一类型掺杂，设置在所述衬底上；沟道区，具有第二类型掺杂，设置在所述外延层中；第一层栅区，具有第一类型掺杂，设置在所述沟道区内；第二层多晶硅栅区，具有第一类型掺杂，设置在所述第一层栅区内且位于所述第一层栅区的顶部；多晶硅重掺杂源区，具有第二类型掺杂，设置在所述沟道区内，位于所述第一层栅区的一侧；多晶硅重掺杂漏区，具有第二类型掺杂，设置在所述沟道区内，位于所述第一层栅区的另一侧；场氧层，设置在所述外延层上，且暴露出所述第二层多晶硅栅区、所述多晶硅重掺杂源区及所述多晶硅重掺杂漏区；栅区多晶硅，设置在所述外延层上，穿过所述场氧层与所述第二层多晶硅栅区接触；源区多晶硅，设置在所述外延层上，穿过所述场氧层与所述多晶硅重掺杂源区接触；漏区多晶硅，设置在所述外延层上，穿过所述场氧层与所述多晶硅重掺杂漏区接触；介质层，设置在所述场氧层、所述栅区多晶硅、所述源区多晶硅及所述漏区多晶硅上，且暴露出所述栅区多晶硅、所述源区多晶硅及所述漏区多晶硅；栅极金属，设置在所述介质层上，穿过所述介质层与所述栅区多晶硅接触；源极金属，设置在所述介质层上，穿过所述介质层与所述源区多晶硅接触；漏极金属，设置在所述介质层上，穿过所述介质层与所述漏区多晶硅接触。2.根据权利要求1所述的结型场效应器件，其特征在于，所述结型场效应器件还包括：埋层，设置在所述衬底中且位于所述衬底顶部的边缘；隔离穿透区，设置在所述外延层中并环绕所述沟道区设置，位于所述外延层的边缘且与所述埋层接触。3.根据权利要求2所述的结型场效应器件，其特征在于，所述衬底具有P型掺杂，所述埋层具有N型掺杂，所述隔离穿透区具有N型掺杂。4.根据权利要求1或3所述的结型场效应器件，其特征在于，所述第一类型掺杂与所述第二类型掺杂是相反的类型掺杂，若所述第一类型掺杂为P型掺杂，则所述第二类型掺杂为N型掺杂；若所述第一类型掺杂为N型掺杂，则所述第二类型掺杂为P型掺杂。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的结型场效应器件，其特征在于，所述衬底或者所述外延层的材料至少包括体硅、碳化硅、砷化镓、磷化铟及锗硅中的一种。6.一种结型场效应器件的制造方法，其特征在于，包括：提供衬底；在所述衬底中形成埋层，所述埋层位于所述衬底顶部的边缘；在所述衬底上形成外延层，所述外延层具有第一类型掺杂；在所述外延层中形成隔离穿透区，所述隔离穿透区位于所述外延层的边缘且与所述埋层接触；在所述外延层中形成沟道区，所述沟道区具有第二类型掺杂；
在所述外延层上形成场氧层，所述场氧层上预设有栅区窗口、源区窗口及漏区窗口；通过所述栅区窗口，在所述沟道区中形成第一层栅区，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建，税国华，何峥嵘，周远杰，刘青，阚玲，朱坤峰，黄磊，王鹏飞，赵明琪，
申请(专利权)人：重庆中科渝芯电子有限公司，
类型：发明
国别省市：