[發(fā)明專利]場效應(yīng)晶體管及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810028656.2
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108389890B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃賢國;宋洵奕;王猛
• 申請（專利權(quán)）人: 矽力杰半導(dǎo)體技術(shù)(杭州)有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 北京成創(chuàng)同維知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11449
• 代理人: 蔡純;張靖琳

公開了一種場效應(yīng)晶體管及其制造方法，包括：襯底；阱區(qū)；體接觸區(qū)、源區(qū)和漏區(qū)，位于阱區(qū)內(nèi)，源區(qū)位于體接觸區(qū)與漏區(qū)之間，源區(qū)與漏區(qū)之間形成溝道；柵極導(dǎo)體，位于源區(qū)與漏區(qū)之間的溝道上；襯底、阱區(qū)和體接觸區(qū)為第一摻雜類型，源區(qū)和漏區(qū)為第二摻雜類型，阱區(qū)包括第一阱區(qū)和被第一阱區(qū)包覆的第二阱區(qū)，第二阱區(qū)的摻雜濃度高于第一阱區(qū)的摻雜濃度，第二阱區(qū)至少延伸在體接觸區(qū)與源區(qū)之間，漏區(qū)位于所述第一阱區(qū)內(nèi)。場效應(yīng)晶體管中存在寄生三極管，通過調(diào)節(jié)第二阱區(qū)的摻雜濃度或者范圍來控制寄生三極管的電流大小。通過在第一阱區(qū)內(nèi)形成第二阱區(qū)，增大場效應(yīng)晶體管的維持電壓，最終減小場效應(yīng)晶體管的寄生三極管電流對場效應(yīng)晶體管的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種場效應(yīng)晶體管及其制造方法。

背景技術(shù)

在集成電路中，N型場效應(yīng)晶體管通常作為功率管普遍使用，如圖1a所示，在N型場效應(yīng)晶體管中存在寄生的一個NPN三極管，其中場效應(yīng)晶體管的漏區(qū)910、源區(qū)920、P阱區(qū)930分別相當(dāng)于寄生NPN三極管的集電區(qū)、發(fā)射區(qū)、基區(qū)。由于其寄生NPN三極管的存在，當(dāng)場效應(yīng)晶體管發(fā)生擊穿時會發(fā)生回滯現(xiàn)象，從而會存在一個回滯電壓，發(fā)生回滯現(xiàn)象時其寄生NPN三極管開啟。此時，在N型場效應(yīng)晶體管的源區(qū)920和漏區(qū)910只需較低的電壓就能維持大的寄生NPN三極管的電流，此電壓稱作N型場效應(yīng)晶體管的維持電壓，如圖1b所示。維持電壓產(chǎn)生的電流會流入場效應(yīng)晶體管的襯底940，導(dǎo)致場效應(yīng)晶體管功能失效甚至將場效應(yīng)晶體管燒毀。因此，N型場效應(yīng)晶體管維持電壓過低，會大大降低場效應(yīng)晶體管的安全工作區(qū)，從而限制著芯片的安全工作區(qū)?，F(xiàn)有技術(shù)的解決上述問題的一種方法是直接限制芯片的應(yīng)用電壓，顯然這樣會降低芯片的競爭力。另一種方法是加長N型場效應(yīng)晶體管的溝道。當(dāng)加長N型場效應(yīng)晶體管的溝道后，雖然能通過增加寄生NPN三極管的基區(qū)寬度來降低寄生NPN三極管的放大作用，從而增加維持電壓。但是加長溝道會大大增加N型場效應(yīng)晶體管的電阻同時也增加了場效應(yīng)晶體管面積，增加了其制造成本。此外，加長溝道對維持電壓的增加效果并不是非常明顯。

綜上所述，如何有效提高N型場效應(yīng)晶體管的維持電壓，成為提高場效應(yīng)晶體管安全工作區(qū)以及芯片安全工作區(qū)的關(guān)鍵問題之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的所解決的問題在于提供一種場效應(yīng)晶體管及其制造方法，通過在第一阱區(qū)內(nèi)形成第二阱區(qū)，使得寄生NPN三極管基區(qū)的濃度增大，減小了寄生NPN三極管的基區(qū)電阻，從而降低寄生NPN三極管的放大倍數(shù)，進(jìn)而增大場效應(yīng)晶體管的維持電壓從而減弱其寄生效應(yīng)，最終減小場效應(yīng)晶體管的維持電流對場效應(yīng)晶體管的影響。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種場效應(yīng)晶體管，其中，包括：襯底；阱區(qū)，位于所述襯底上；體接觸區(qū)、源區(qū)和漏區(qū)，位于所述阱區(qū)內(nèi)，所述源區(qū)位于所述體接觸區(qū)與所述漏區(qū)之間，所述源區(qū)與所述漏區(qū)之間形成溝道；柵極導(dǎo)體，位于所述源區(qū)與所述漏區(qū)之間的所述溝道上；所述襯底、阱區(qū)和體接觸區(qū)為第一摻雜類型，所述源區(qū)和漏區(qū)為第二摻雜類型，所述阱區(qū)包括第一阱區(qū)和被所述第一阱區(qū)包覆的第二阱區(qū)，所述第二阱區(qū)的摻雜濃度高于所述第一阱區(qū)的摻雜濃度，所述第二阱區(qū)至少延伸在所述體接觸區(qū)與所述源區(qū)之間，所述漏區(qū)位于所述第一阱區(qū)內(nèi)。

優(yōu)選地，所述場效應(yīng)晶體管中存在寄生三極管，通過調(diào)節(jié)所述第二阱區(qū)的摻雜濃度或者延伸范圍來控制所述寄生三極管的電流大小。

優(yōu)選地，通過調(diào)節(jié)所述第一阱區(qū)的摻雜濃度來調(diào)節(jié)所述場效應(yīng)晶體管的擊穿電壓，以及通過調(diào)節(jié)所述第二阱區(qū)的摻雜濃度來調(diào)節(jié)所述場效應(yīng)晶體管的維持電壓。

優(yōu)選地，所述第一摻雜類型為P型，第二摻雜類型為N型。

優(yōu)選地，所述第二阱區(qū)位于所述體接觸區(qū)與所述源區(qū)之間，所述體接觸區(qū)以及所述源區(qū)位于所述第一阱區(qū)內(nèi)，所述柵極導(dǎo)體位于所述第一阱區(qū)上。

優(yōu)選地，所述體接觸區(qū)位于所述第二阱區(qū)內(nèi)，所述源區(qū)位于所述第一阱區(qū)內(nèi)，所述柵極導(dǎo)體位于所述第一阱區(qū)上。