[發(fā)明專利]結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管及其制造方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710161270.0
• 申請(qǐng)日: 2007-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN101170136A
• 公開（公告）日: 2008-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 小林俊介
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三洋電機(jī)株式會(huì)社;三洋半導(dǎo)體株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L29/808
• 分類號(hào): H01L29/808;H01L21/337
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 陶鳳波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(FET)及其制造方法，特別是涉及高耐壓且能夠提高高頻特性及噪聲特性的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管及其制造方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管中，例如在p型半導(dǎo)體襯底上設(shè)置成為溝道區(qū)域的n型陷阱區(qū)域，在n型陷阱區(qū)域設(shè)置n+型源極區(qū)域及漏極區(qū)域，且在源極區(qū)域及漏極區(qū)域之間形成有柵極區(qū)域(例如參照專利文獻(xiàn)1)。

參照?qǐng)D9說明現(xiàn)有的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管200。圖9(A)是表示現(xiàn)有的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管200的平面圖，圖9(B)是圖9(A)的b-b線剖面圖。

在p型襯底21上使p型外延層22成長(zhǎng)之后，形成n型外延層。形成到達(dá)p型襯底21的p+型分離區(qū)域23，將n型陷阱區(qū)域24區(qū)劃包圍。N型陷阱區(qū)域成為溝道區(qū)域24。

自溝道區(qū)域24的表面形成n+型源極區(qū)域25及n+型漏極區(qū)域26，源極電極29及漏極電極30通過設(shè)于絕緣膜40上的接觸孔與源極區(qū)域25及漏極區(qū)域26分別連接。另外，源極區(qū)域25和漏極區(qū)域26之間形成有柵極區(qū)域27。

參照?qǐng)D10說明現(xiàn)有的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管200的制造方法。

首先，在p型襯底21上層疊p型外延層22和n型外延層24’，利用p+型分離區(qū)域(ISO)23將成為溝道區(qū)域的n型陷阱區(qū)域24分離(圖10(A))。將氧化膜40的規(guī)定位置開口，注入·擴(kuò)散p型雜質(zhì)，形成p+型柵極區(qū)域27。該雜質(zhì)濃度為10¹⁸cm^-3級(jí)別(圖10(B))。之后，將成為源極區(qū)域25及漏極區(qū)域26的規(guī)定位置的氧化膜40開口，注入·擴(kuò)散n型雜質(zhì)(例如P)，形成n+型源極區(qū)域25及漏極區(qū)域26(圖10(C))。進(jìn)而形成與源極區(qū)域25及漏極區(qū)域26接觸的源極電極29及漏極電極30，并在背面形成柵極電極31(圖10(D))。

專利文獻(xiàn)1：特開平08-227900號(hào)公報(bào)(第二頁(yè)、第6圖)

RF(高頻)放大器上采用的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的高頻特性是重要的。現(xiàn)有的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管200由于不能淺地形成溝道區(qū)域24的深度d21(參照?qǐng)D9(B))，故在將其用于RF放大器時(shí)，通常在例如1MHz程度的較低的頻帶下使用。

在此，表示結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的高頻特性的遮斷頻率fT與由溝道區(qū)域24和p型外延層22及p+型分離區(qū)域23形成的pn結(jié)電容極其相關(guān)聯(lián)，pn結(jié)電容的降低有助于遮斷頻率fT的提高。

但是，如圖10所示，現(xiàn)有的溝道區(qū)域24通過由分離區(qū)域?qū)型外延層24’分離而形成。該n型外延層24’以例如2μm程度的厚度為限，在薄于2μm時(shí)，難以管理外延層形成時(shí)的偏差，即，存在溝道區(qū)域24的特性偏差的問題。

即，在現(xiàn)有構(gòu)造中，由溝道區(qū)域24和p型外延層22及p+型分離區(qū)域23形成的pn結(jié)面積受n型外延層24’的厚度(溝道區(qū)域24的深度)d21限制，從而存在pn結(jié)電容的降低不能實(shí)現(xiàn)高頻特性的提高的問題。

另外，在現(xiàn)有構(gòu)造中，存在也不能改善噪聲特性的問題。要改善噪聲特性，就需要降低漏泄電流及降低動(dòng)作部的內(nèi)部電阻，但在現(xiàn)有構(gòu)造的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管200中，不能避免成為動(dòng)作部的溝道區(qū)域24和在周圍的p型區(qū)域形成的pn結(jié)部分的漏泄電流的產(chǎn)生。

即，在圖9的構(gòu)造中，溝道區(qū)域24通過由p型分離區(qū)域(ISO)23分離n型外延層24’而形成。而且，柵極區(qū)域27與設(shè)于溝道區(qū)域24周圍的分離區(qū)域(ISO)23接觸，并經(jīng)由其與襯底背面的柵極電極31連接。即，為降低裝置的輸入電阻，成為電流路徑的p型分離區(qū)域23的雜質(zhì)濃度成為高濃度(1E19cm^-3以上)。因此，溝道區(qū)域24和分離區(qū)域23的pn結(jié)的其雜質(zhì)濃度差大，漏泄電流也增大。

另外，如上所述，當(dāng)溝道區(qū)域24的深度d21深時(shí)，動(dòng)作部的內(nèi)部電阻的降低也受阻。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管200的Idss(或夾斷電壓)由柵極區(qū)域27之下的深度(自柵極區(qū)域27到溝道區(qū)域23底部的深度)d22、和溝道區(qū)域24的雜質(zhì)濃度、柵極區(qū)域27的寬度(柵極長(zhǎng)度)w21決定。

即，在將柵極長(zhǎng)度w21和溝道區(qū)域24的雜質(zhì)濃度設(shè)為一定來確保規(guī)定的Idss時(shí)，自然而然地決定了柵極區(qū)域27之下的深度d22。而且，該深度d22不能取決于溝道區(qū)域24的深度d21，因此，如現(xiàn)有構(gòu)造，在不能將溝道區(qū)域24的深度d21設(shè)為比某種程度(2μm)淺時(shí)，為確保規(guī)定的柵極區(qū)域27之下的深度d22，而必須深地形成柵極區(qū)域27的深度d23。