高压结场效晶体管制造技术

本发明专利技术公开了一种高压结场效晶体管(High Voltage Junction Field Effect Transistor，HV JFET)。该高压结场效晶体管包括一衬底、一漏极、一源极及一P型顶层；漏极设置于衬底之上；源极设置于衬底之上；源极及漏极之间形成一通道；P型顶层设置于通道之上。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种高压结场效晶体管(High?Voltage?Junction?Field?Effect?Transistor，HV?JFET)。该高压结场效晶体管包括一衬底、一漏极、一源极及一P型顶层；漏极设置于衬底之上；源极设置于衬底之上；源极及漏极之间形成一通道；P型顶层设置于通道之上。【专利说明】高压结场效晶体管
本专利技术是有关于一种结场效晶体管，且特别是有关于一种高压结场效晶体管。
技术介绍
随着半导体技术的发展，一种结场效晶体管(Junction Field EffectTransistor, JFET)已广泛应用于各式电子产品中。在结场效晶体管中，漏极与源极之间形成一通道。栅极位于通道的两侧。透过栅极的电压来控制空乏区的大小，以使通道产生夹止现象(pitchoff)，进而控制通道的开关。结场效晶体管可以用来作为恒流二极管或者定值电阻。或者，结场效晶体管也可在低频和高频中被用来调节信号电压。由于高压半导体技术的发展，更发展出一种高压结场效晶体管。目前研究人员努力改善高压结场效晶体管的效能。
技术实现思路
本专利技术是有关于一种高压结场效晶体管，其利用P型顶层的设计，以避免漏电流从表面穿越，进而有效降低高压结场效晶体管的阈值电压(breakdown voltage)。根据本专利技术的一方面，提出一种高压结场效晶体管(High Voltage JunctionField Effect Transistor,HV JFET)。高压结场效晶体管包括一衬底、一漏极、一源极及一P型顶层。漏极设置于衬底之上。源极设置于衬底之上。源极及漏极之间形成一通道。P型顶层设置于通道之上。为让本专利技术的上述内容`能更明显易懂，下文特举各种实施例，并配合所附图式，作详细说明如下:【专利附图】【附图说明】图1绘示第一实施例的高压结场效晶体管(High Voltage Junction FieldEffectTransistor, HV JFET)的俯视图。图2绘示图1的高压结场效晶体管的N型阱及P型阱的示意图。图3绘示图1的高压结场效晶体管沿截面线3-3’的剖面图。图4绘示图1的高压结场效晶体管沿截面线4-4’的剖面图。图5绘示图1的高压结场效晶体管沿截面线5-5’的剖面图。图6绘示第二实施例的高压结场效晶体管的俯视图。图7绘示第三实施例的高压结场效晶体管的俯视图。【主要元件符号说明】100、200、300:高压结场效晶体管110P:衬底120N、220N、320N:漏极130N、230N、330N:源极140P:P 型顶层150,250,350:通道160N:N 型阱170P、270P、370P:P 型阱171、271、371:缺口180P:栅极190,290,390:飘移区191:场氧化层192N:N型调整层193P:P型调整层194:绝缘层【具体实施方式】以下是提出各种实施例进行详细说明，其利用P型顶层的设计，以避免发生漏电流，进而有效降低高压结场效晶体管(High Voltage Junction Field Effect Transistor,HV JFET)的阈值电压(breakdown voltage)。然而,实施例仅用以作为范例说明，并不会限缩本专利技术欲保护的范围。此外，实施例中的图式是省略部份元件，以清楚显示本专利技术的技术特点。第一实施例请参照图1，其绘示第一实施例的高压结场效晶体管100的俯视图。高压结场效晶体管100包括一衬底110P (绘示于图5)、一漏极120N、一源极130N及一 P型顶层140P。漏极120N及源极130N设置于衬底110P之上。源极120N及漏极130N之间形成一通道150。P型顶层140P设置于通道150之上。在通道150关闭时，P型顶层140P可以避免漏电流从衬底110P的表面穿越。请参照图1?图2，图2绘示图1的高压结场效晶体管100的N型阱160N及P型阱170P的示意图。高压结场效晶体管100更包括一 N型阱160N、二 P型阱170P及二栅极180P。从图2可以更清楚了解N型阱160N与P型阱170P的关系。P型阱170P及N型阱160N设置于衬底110P上。由于衬底110P位于N型阱160N及P型阱170P之下，故以虚线标示。在本实施例中，衬底110P及P型阱170P皆为P型，N型阱160N则为N型。如图1所示，源极130N及漏极120N设置于N型阱160N内，通道150是形成于N型阱160N内。在本实施例中，源极130N及漏极120N为N型重掺杂层。栅极180P设置于P型阱170P内。在本实施例中，栅极180P为P型重掺杂层。请参照图3，其绘示图1的高压结场效晶体管300沿截面线3-3’的剖面图。从图3来看，此二 P型阱170P设置于N型阱160N的两侧，使得N型阱160N在此处产生空乏区。空乏区宽度是逆向偏压的函数，空乏区的宽度到达一定程度时，可以使通道150(绘示于图1)被夹止(pinch off)。图3所绘示出的N型阱160N即为通道150的一部分。本实施例将P型顶层140P设置于通道150上，P型顶层140P可以避免漏电流从N型阱160N的表面穿越，进而有效降低高压结场效晶体管100的阈值电压(breakdown voltage)。请参照图2，P型阱170P沿一环状线排列，而相互连接成一 C字形结构。环状线环绕N型阱160N。如图1所示，漏极120N位于环状线的几何中心点，而源极130N位于环状线之外。P型阱170P所环绕的区域形成一飘移区(drift region) 190。飘移区190可以提供闻压结场效晶体管100的耐闻压的特性。如图1所示，P型阱170P所连接的C字形结构具有一缺口 171，P型顶层140P位于缺口 171，源极130N位于缺口 171之外。在缺口 171处，P型阱170P位于通道150的两侦牝而使缺口 171处的通道150能够产生夹止现象。本实施例将P型顶层140P设置于缺口171处，当夹止现象发生时，可以有效地防止漏电流从缺口 171的表面穿越。请参照图4，其绘示图1的高压结场效晶体管100沿截面线4-4’的剖面图。图1的截面线4-4’是从漏极120N切向源极130N，并穿越缺口 171。从图4来看，漏极120N及源极130N之间在N型阱160N中形成通道150。通道150的夹止现象将形成于缺口 171处。P型顶层140P设置于通道150上，可以避免夹止现象发生时，漏电流从缺口 171处的表面穿越。此外，如图4所示，高压结场效晶体管100更包括多个场氧化层191、一 N型调整层192N及一 P型调整层193P。为避免俯视图过于复杂，图1并未绘示出此些场氧化层191。场氧化层191用以间隔漏极120N、P型顶层140P及源极130N。N型调整层192N及P型调整层193P设置N型阱160N内，并位于场氧化层191之下。P型调整层193P设置于N型调整层192N之下，使得通道150略为朝下偏移，以避免通道150过于接近表面。如此一来，更可改善高压结场效晶体管100的阈值电压。请参照图5，其绘示图1的高压结场效晶体管100沿截面线5-5’的剖面图。图1的截面线5-5’是从漏极120N切向栅极180P，而没有穿越缺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压结场效晶体管，包括：一衬底；一漏极，设置于该衬底之上；一源极，设置于该衬底之上，该源极及该漏极之间形成一通道；以及一P型顶层，设置于该通道之上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立凡，陈永初，龚正，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：台湾;71