[發明專利]一種結型場效應晶體管的制作方法

無效

• 申請號: 201210073370.9
• 申請日: 2012-03-20
• 公開（公告）號: CN102881593A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 鄭志星
• 申請（專利權）人: 成都芯源系統有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明主要涉及半導體器件，尤其涉及一種結型場效應晶體管（JFET）的制作方法。

背景技術

結型場效應晶體管（JFET）是一種由柵極電壓控制導通的晶體管。圖1A所示為傳統的N型JFET器件100。JFET器件100具有三個端子：源極端S、漏極端D和柵極端G，其中源極端S和漏極端D之間的漏源電阻R_DS受柵極電壓控制。JFET器件100包括P型襯底11、位于P型襯底11中的N阱12和位于N阱12中作為柵極區的P阱13。源極區121與漏極區123位于N阱12中，處于柵極區13的兩側。溝道區122位于N阱12中，處于柵極區13和底部的P型襯底11之間。

如圖1A所示，當柵極端G浮空（即沒有施加外部電壓）時，非耗盡的N型溝道區122的溝道尺寸為d2。“溝道尺寸”通常是指柵極區13、漏極區121、源極區123以及襯底11浮空時（即無偏壓時）導通路徑的尺寸。如圖1B所示，隨著源柵偏壓V_SG升高，耗盡區1從柵極區13向N阱12內擴張。此外，由于電壓偏置，靠近襯底11的耗盡區2也向N阱12內擴張。因此，溝道區122的有效寬度變窄，溝道電阻R_DS增大。如圖1C所示，當源柵偏壓V_SG足夠高，達到夾斷門限電壓V_TH時，溝道區122被夾斷，導通路徑消失。

溝道區122的深度（即溝道尺寸d2）與溝道的夾斷門限電壓V_TH以及JFET器件的載流能力有關。在一定的溝道摻雜濃度下，溝道尺寸d2越大，門限電壓V_TH越大，JFET器件100的載流能力也越好。

應用場合不同，對JFET器件門限電壓V_TH和載流能力的需求也會不同。因此，常常需要根據特定的需求來調整溝道區122的溝道尺寸d2。在傳統的集成工藝中，溝道區122的溝道尺寸d2由P阱13制作過程中的離子注入劑量、能量和傾斜度以及P阱13制作過程之后的退火工藝來決定。溝道尺寸d2=d0-d1，其中d0是N阱12的深度，d1?是P阱柵極區13的深度。

當需要低載流能力和低門限電壓V_TH時，可通過增大P阱13制作過程中的離子注入劑量、能量以及提高退火工藝的熱預算來控制d1增大，相應地減小溝道尺寸d2。當需要高載流能力和高門限電壓V_TH時，可通過減小P阱13制作過程中的離子注入劑量、能量并降低退火工藝的熱預算來控制d1減小，相應地增大溝道尺寸d2。

在集成工藝中，制作多個具有不同注入深度的P阱時常常需要采用不同的掩膜，這是因為任何注入劑量、能量或者退火工藝熱預算的改變都可能會影響到其他結構。但是，使用多個掩膜會增加器件的制作成本。因此需要對現有技術進行改進，使之既能有效地制作JFET器件，又能控制制作成本。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種通過調節布局寬度來控制溝道區溝道尺寸的低成本JFET器件的制作方法。

根據本發明一實施例的一種結型場效應晶體管的制作方法，包括：制作具有第二摻雜類型的柵極區；制作具有溝道尺寸的溝道區；制作具有第一摻雜類型的源極區；以及制作具有第一摻雜類型的漏極區，其中通過調節柵極區的布局寬度來控制溝道區的溝道尺寸。

根據本發明另一實施例的一種結型場效應晶體管的制作方法，包括：采用同一掩膜在半導體襯底上制作具有不同布局寬度的多個柵極區和具有不同溝道尺寸的多個溝道區，該多個柵極區具有第二摻雜類型；以及制作多個位于柵極區兩側的漏極區和源極區，該多個源極區和漏極區具有第一摻雜類型；其中通過調節多個柵極區的布局寬度來分別控制多個溝道區的溝道尺寸。

根據本發明又一實施例的一種結型場效應晶體管的制作方法，包括：制作具有第一摻雜類型的第一阱區；制作具有第二摻雜類型的柵極區，該柵極區與第一阱區互補；制作具有第一摻雜類型的溝道區，該溝道區具有溝道尺寸；制作具有第一摻雜類型的源極區；制作具有第一摻雜類型的漏極區；其中通過調節第一阱區的布局寬度來控制溝道區的溝道尺寸。

附圖說明

為了更好的理解本發明，將根據以下附圖對本發明進行詳細描述：

圖1A~1C是在不同電壓條件下的傳統的JFET器件100的剖視圖；

圖2是根據本發明一實施例的離子注入過程中半導體器件200的剖視圖；

圖3是根據本發明一實施例的包括JFET器件的半導體器件300的剖視圖；