[發明專利]一種硅基肖特基積累層和緩沖層橫向雙擴散場效應晶體管及其制作方法

有效

• 申請號: 202010699364.9
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111725321B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 段寶興;王彥東;楊銀堂
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336;H01L29/06;H01L29/45;H01L29/47;H01L29/16
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 胡樂

1.一種硅基肖特基積累層和緩沖層橫向雙擴散場效應晶體管，其特征在于，包括：

P型硅襯底（1），P型硅襯底的背面設置有襯底電極（16）；

在P型硅襯底上部左端區域形成的P型基區（2），在P型基區中形成相應的溝道以及N⁺源區（5）和P⁺源區（3）；

在P型硅襯底上部右端區域形成的N型緩沖層（15），所述N型緩沖層（15）與P型基區（2）存在間隔；N型緩沖層（15）的上部右端區域形成N⁺漏區（14）；

源極（4），位于P⁺源區與N⁺源區上方；

柵極介質層（6），覆蓋N⁺源區（5）右側的溝道表面區域；

歐姆柵極（7），覆蓋所述柵極介質層（6）；

歐姆漏極（13），位于N⁺漏區（14）表面；

積累介質層（9），覆蓋P型基區（2）與N⁺漏區（14）之間的區域；

外延層（10），覆蓋所述積累介質層（9）；

肖特基柵極（8）和肖特基漏極（12），分別位于外延層（10）的上表面左端區域、右端區域；

所述歐姆柵極（7）與肖特基柵極（8）通過導線連接，整體作為器件的柵極；

所述歐姆漏極（13）與肖特基漏極（12）通過導線連接，整體作為器件的漏極；

所述外延層（10）中靠近肖特基漏極（12）的區域通過離子注入形成N⁺區（11），所述N⁺區（11）與肖特基漏極（12）保持間距，積累介質層（9）高于歐姆柵極（7）和歐姆漏極（13）。

2.根據權利要求1所述的硅基肖特基積累層和緩沖層橫向雙擴散場效應晶體管，其特征在于：所述P型硅襯底（1）的摻雜濃度為1×10¹⁴cm^-3~1×10¹⁵cm^-3，所述N型緩沖層（15）的摻雜濃度為5×10¹⁴cm^-3~5×10¹⁵cm^-3。

3.根據權利要求1所述的硅基肖特基積累層和緩沖層橫向雙擴散場效應晶體管，其特征在于：所述N型緩沖層（15）的長度為整個器件的1/2~1/3, 深度為3-20微米。

4.根據權利要求1所述的硅基肖特基積累層和緩沖層橫向雙擴散場效應晶體管，其特征在于：所述積累介質層（9）的材料為二氧化硅或高K材料。

5.根據權利要求1所述的硅基肖特基積累層和緩沖層橫向雙擴散場效應晶體管，其特征在于：所述積累介質層（9）的厚度為0.05-0.2微米。

6.根據權利要求1所述的硅基肖特基積累層和緩沖層橫向雙擴散場效應晶體管，其特征在于：所述外延層（10）的摻雜濃度為1×10¹⁴cm^-3~1×10¹⁵cm^-3，厚度為1~3微米。

7.根據權利要求1所述的硅基肖特基積累層和緩沖層橫向雙擴散場效應晶體管，其特征在于：所述肖特基柵極（8）和肖特基漏極（12）的接觸勢壘均為0.5-1eV。

8.根據權利要求1所述的硅基肖特基積累層和緩沖層橫向雙擴散場效應晶體管，其特征在于：所述N⁺區（11）與肖特基漏極（12）之間的距離為0.5-2μm，N⁺區（11）的左端不超出N型緩沖層（15）左側邊界。

9.根據權利要求6所述的硅基肖特基積累層和緩沖層橫向雙擴散場效應晶體管，其特征在于：所述N+區（11）的摻雜濃度為1×10¹⁷cm^-3~1×10¹⁹cm^-3。

10.權利要求1所述硅基肖特基積累層和緩沖層橫向雙擴散場效應晶體管的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）取P型硅襯底，并形成襯底電極；

2）通過離子注入和擴散形成P型基區、N⁺源區和P⁺源區，通過離子注入和擴散形成N型緩沖層和N⁺漏區；

3）另選取1-3微米的外延層材料，在其底面生長積累氧化層，然后通過鍵合工藝與P型硅襯底以及N型緩沖層相連接；在外延層上通過離子注入形成N⁺區；

4）在溝道上方形成柵介質層，并淀積金屬形成歐姆柵極；在N⁺源區和P⁺源區上方淀積金屬形成源極；在N⁺漏區上方淀積金屬形成歐姆漏極；

5）外延層上方兩側分別淀積金屬，形成肖特基柵極和肖特基漏極；

6）將歐姆柵極與肖特基柵極相連，形成柵極；將歐姆漏極與肖特基漏極相連，形成漏極；

7）在器件表面形成鈍化層。