[發明專利]場效應晶體管及其制造方法

有效

• 申請號: 201810028656.2
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108389890B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 黃賢國;宋洵奕;王猛
• 申請（專利權）人: 矽力杰半導體技術(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: 北京成創同維知識產權代理有限公司 11449
• 代理人: 蔡純;張靖琳

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

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，更具體地涉及一種場效應晶體管及其制造方法。

背景技術

在集成電路中，N型場效應晶體管通常作為功率管普遍使用，如圖1a所示，在N型場效應晶體管中存在寄生的一個NPN三極管，其中場效應晶體管的漏區910、源區920、P阱區930分別相當于寄生NPN三極管的集電區、發射區、基區。由于其寄生NPN三極管的存在，當場效應晶體管發生擊穿時會發生回滯現象，從而會存在一個回滯電壓，發生回滯現象時其寄生NPN三極管開啟。此時，在N型場效應晶體管的源區920和漏區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型場效應晶體管的維持電壓，如圖1b所示。維持電壓產生的電流會流入場效應晶體管的襯底940，導致場效應晶體管功能失效甚至將場效應晶體管燒毀。因此，N型場效應晶體管維持電壓過低，會大大降低場效應晶體管的安全工作區，從而限制著芯片的安全工作區。現有技術的解決上述問題的一種方法是直接限制芯片的應用電壓，顯然這樣會降低芯片的競爭力。另一種方法是加長N型場效應晶體管的溝道。當加長N型場效應晶體管的溝道后，雖然能通過增加寄生NPN三極管的基區寬度來降低寄生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型場效應晶體管的電阻同時也增加了場效應晶體管面積，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型場效應晶體管的維持電壓，成為提高場效應晶體管安全工作區以及芯片安全工作區的關鍵問題之一。

發明內容

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

根據本發明的一方面，提供一種場效應晶體管，其中，包括：襯底；阱區，位于所述襯底上；體接觸區、源區和漏區，位于所述阱區內，所述源區位于所述體接觸區與所述漏區之間，所述源區與所述漏區之間形成溝道；柵極導體，位于所述源區與所述漏區之間的所述溝道上；所述襯底、阱區和體接觸區為第一摻雜類型，所述源區和漏區為第二摻雜類型，所述阱區包括第一阱區和被所述第一阱區包覆的第二阱區，所述第二阱區的摻雜濃度高于所述第一阱區的摻雜濃度，所述第二阱區至少延伸在所述體接觸區與所述源區之間，所述漏區位于所述第一阱區內。

優選地，所述場效應晶體管中存在寄生三極管，通過調節所述第二阱區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。

優選地，通過調節所述第一阱區的摻雜濃度來調節所述場效應晶體管的擊穿電壓，以及通過調節所述第二阱區的摻雜濃度來調節所述場效應晶體管的維持電壓。

優選地，所述第一摻雜類型為P型，第二摻雜類型為N型。

優選地，所述第二阱區位于所述體接觸區與所述源區之間，所述體接觸區以及所述源區位于所述第一阱區內，所述柵極導體位于所述第一阱區上。

優選地，所述體接觸區位于所述第二阱區內，所述源區位于所述第一阱區內，所述柵極導體位于所述第一阱區上。