[發(fā)明專利]一種具有埋層結(jié)構(gòu)的新型低閾值JLFET器件及其制備方法

在審

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• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111863967A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設計）人: 王斌;羅昭;陳睿;藺孝堃;樊碧瑩;胡輝勇
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336;H01L29/06
• 代理公司: 西安嘉思特知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 李園園

1.一種具有埋層結(jié)構(gòu)的新型低閾值JLFET器件，其特征在于，包括：

襯底(10)；

所述襯底(10)表面設有源區(qū)(20)、漏區(qū)(30)以及溝道區(qū)(40)；其中，所述源區(qū)(20)和所述漏區(qū)(30)分別位于所述溝道區(qū)(40)的兩端；

所述溝道區(qū)(40)下方設置有埋層(11)，所述埋層(11)起始于所述溝道區(qū)(40)與所述源區(qū)(20)的交界處，且所述埋層(11)的長度小于所述溝道區(qū)(40)的長度；

所述溝道區(qū)(40)上方設有柵極結(jié)構(gòu)(50)；所述柵極結(jié)構(gòu)(50)包括柵電極(51)以及位于所述柵電極(51)和所述溝道區(qū)(40)之間的柵介質(zhì)層(52)；

所述源區(qū)(20)和所述漏區(qū)(30)上分別對應設有源電極(23)和漏電極(33)；

所述JLFET器件的有源區(qū)周圍環(huán)繞有重摻雜隔離區(qū)(12)，所述重摻雜隔離區(qū)(12)上設有襯底電極(13)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型低閾值JLFET器件，其特征在于，所述埋層(11)距所述漏區(qū)(30)的距離為L，且L大于50nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型低閾值JLFET器件，其特征在于，所述埋層(11)為重摻雜區(qū)域，且摻雜濃度高于所述溝道區(qū)摻雜濃度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型低閾值JLFET器件，其特征在于，所述埋層(11)與所述溝道區(qū)(40)異型摻雜以形成襯底PN結(jié)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型低閾值JLFET器件，其特征在于，所述源電極(23)、所述漏電極(33)和所述柵電極(51)采用同種金屬，且所述金屬為低功函數(shù)金屬。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型低閾值JLFET器件，其特征在于，所述源區(qū)(20)內(nèi)設有源區(qū)歐姆區(qū)(21)，所述漏區(qū)(30)包括漏區(qū)歐姆區(qū)(31)以及LDD區(qū)(32)，且所述LDD區(qū)(32)與所述溝道區(qū)(40)相鄰，所述源區(qū)歐姆區(qū)(21)與所述漏區(qū)歐姆區(qū)(31)均遠離所述溝道區(qū)(40)；其中，

所述源電極(23)位于所述源區(qū)歐姆區(qū)(21)上方，所述漏電極(33)位于所述漏區(qū)歐姆區(qū)(31)上方。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新型低閾值JLFET器件，其特征在于，所述源區(qū)(20)與所述漏區(qū)(30)的摻雜濃度相同；所述源區(qū)歐姆區(qū)(21)與所述漏區(qū)歐姆區(qū)(31)重摻雜且摻雜濃度相同，所述源區(qū)歐姆區(qū)(21)與所述漏區(qū)歐姆區(qū)(31)摻雜濃度高于所述源區(qū)(20)與所述漏區(qū)(30)的摻雜濃度；所述LDD區(qū)(32)的摻雜濃度與所述漏區(qū)(30)的摻雜濃度相同。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型低閾值JLFET器件，其特征在于，所述源區(qū)(20)、所述漏區(qū)(30)以及所述溝道區(qū)(40)為同種類型摻雜；所述重摻雜隔離區(qū)(12)、所述襯底(10)以及所述埋層(11)為同種類型摻雜。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型低閾值JLFET器件，其特征在于，所述溝道區(qū)(40)厚度小于所述襯底PN結(jié)在所述溝道區(qū)(40)里的空間電荷區(qū)寬度，以保證無外加柵壓時溝道的有效夾斷。

10.一種具有埋層結(jié)構(gòu)的新型低閾值JLFET器件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取具有一定摻雜濃度的襯底；

在所述襯底上形成重摻雜的埋層；

在整個襯底表面生長具有一定摻雜濃度的外延層，并進行減薄調(diào)整，以使所述外延層厚度與預設溝道厚度相同；其中，外延層摻雜濃度設置為溝道區(qū)的摻雜濃度；

在所述外延層上形成溝道區(qū)、源區(qū)和漏區(qū)；其中，所述溝道區(qū)位于所述源區(qū)和所述漏區(qū)之間，所述源區(qū)和所述漏區(qū)的摻雜濃度相同；

在所述源區(qū)遠離溝道一側(cè)形成源區(qū)歐姆區(qū)，并在所述漏區(qū)遠離溝道一側(cè)形成漏區(qū)歐姆區(qū)；其中，位于所述漏區(qū)歐姆區(qū)和所述溝道區(qū)之間的區(qū)域為LDD區(qū)，所述源區(qū)歐姆區(qū)和所述漏區(qū)歐姆區(qū)的摻雜濃度相同；

在整個器件有源區(qū)周圍形成重摻雜隔離區(qū)；

在所述溝道區(qū)上制備柵介質(zhì)層；

在所述源區(qū)歐姆區(qū)、所述漏區(qū)歐姆區(qū)、所述柵介質(zhì)層以及所述重摻雜隔離區(qū)上面形成金屬電極，以完成器件的制作。