[發明專利]一種橫向FINFET器件

有效

• 申請號: 201510520245.1
• 申請日: 2015-08-21
• 公開（公告）號: CN105118861B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 汪志剛;王冰
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423;H01L29/06
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙)51232
• 代理人: 葛啟函

技術領域

本發明涉及半導體技術，特別涉及一種橫向FINFET(Fin Field-Effect Transistor；鰭式場效晶體管)器件。

背景技術

MOSFETs本身具有輸入阻抗大、高頻特性好、溫度穩定性好等特性，使其在功率器件領域有著廣泛的應用。然而，尤其在高壓領域，器件耐高壓需要有較長的漂移區或者較低的漂移區摻雜濃度，但此時會伴隨有漂移區導通電阻的對應增加，使得器件開態功耗變大，也即器件耐壓與比導通電阻之間存在的矛盾關系。

在超結技術引入到MOSFETs結構中以后，即采用交替排列的PN條作為器件的漂移區耐壓層，該種結構使器件在擁有高耐壓的同時還能有比較低的比導通電阻。但是，常規的橫向超結器件也有其自身的缺點，一方面，超結結構只能優化漂移區內的導通電阻特性；另一方面，由于超結結構對電荷平衡的敏感性，要獲得較高性能的超結器件，需要對漂移區內交替排布的PN條的寬度以及摻雜濃度都要有很精確的控制，這在實際的工藝中有很大的難度，尤其是在縱向器件中，需要有比較深且窄的PN區，難度進一步增大。

公開號為7230310的美國專利公開了一種使用高K介質材料來代替P區或者N區材料構成超結結構，進而實現高耐壓，但由于其柵、高K層并未直接接觸，使得導通狀態下，器件的導通電阻仍然要依賴于漂移區摻雜濃度，因此，該類器件比導通特性仍然要依賴于漂移區摻雜濃度，相對于普通的超結結構，其比導通性能并無顯著改善；同時，耐壓層中高K材料的引入也使得器件柵漏間寄生電容變大，從而影響器件的開關速度，進而增大器件動態功耗。

盡管公開號為CN102779836 A的中國專利提到將器件的柵、高K層直接接觸，促進漂移區靠近高K層的區域形成多子積累層，進而形成電流低阻通道，從而不再單一依賴于漂移區摻雜濃度而進一步降低器件的比導通電阻；以及公開號為CN 104201206 A的中國專利提到了采用在漂移區內采用槽型輔助耗盡區在漂移區內形成積累層低阻通道，來克服比導通電阻依賴漂移層摻雜的困難。

綜合來看，上述結構雖然比常規超結器件在耐壓或者比導通等性能上有一定的改善，但其在溝道區電阻性能上還有很大的改善空間，另外，結構中耐壓層中引入高K材料也會給器件帶來的可觀的柵漏寄生電容，這對于器件的頻率特性有著很大的影響。

發明內容

本發明所要解決的技術問題，就是針對上述傳統器件存在的缺陷，提出一種橫向FINFET器件。

本發明解決上述技術問題采用的方案是：

一種橫向FINFET器件，包括襯底201和位于襯底201上表面的源極結構、漏極結構以及耐壓層；沿器件縱向方向(坐標軸y方向)，所述耐壓層位于源極結構和漏極結構之間；所述源極結構上表面還具有柵極結構；所述漏極結構由第一導電類型半導體漏區203和位于第一導電類型半導體漏區203上表面的金屬漏電極構成；所述源極結構包括第二導電類型半導體接觸區204、第一導電類型半導體源區205、第二導電類型半導體體區206和金屬源電極101；所述第二導電類型半導體接觸區204和第一導電類型半導體源區205位于第二導電類型半導體體區206中；所述金屬源電極101位于第二導電類型半導體接觸區204和第一導電類型半導體源區205上表面；所述柵極結構包括柵導電材料102和柵介質層304；所述柵介質層304位于第二導電類型半導體體區206上表面，所述柵導電材料102位于柵介質層304上表面；其特征在于，所述耐壓層包括第一導電類型漂移區303、隔離介質層301和用于形成類似超結的電荷平衡結構來調節漂移區內電場的輔助耗盡區302；所述隔離介質層301沿器件垂直方向(坐標軸z方向)貫穿第一導電類型漂移區303，其下表面與襯底201上表面連接；所述隔離介質層301沿器件縱向方向形成半閉合結構，其開口端位于第二導電類型半導體體區206中并與第二導電類型半導體接觸區204和第一導電類型半導體源區205連接，其閉合端與第一導電類型半導體漏區203連接；所述輔助耗盡區302位于隔離介質層301形成的半閉合結構中，通過隔離介質層301與第一導電類型漂移區303相互隔離。