CN102610656B

CN102610656B - 耐高压的结型场效应管

Info

Publication number: CN102610656B
Application number: CN201110021192.0A
Authority: CN
Inventors: 张帅; 董科
Original assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Current assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Priority date: 2011-01-19
Filing date: 2011-01-19
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2031-01-19
Also published as: CN102610656A

Abstract

本发明公开了一种耐高压的结型场效应管，在现有结型场效应管的基础上做了改进，具体是在栅极靠近漏极的一端、以及漏极处增加了多晶硅场极板结构，这可以改善阱二和阱三体内的电荷分布和矢量电场分布，从而提高结型场效应管的关态击穿电压，可以制作出耐高压的结型场效应管。

Description

耐高压的结型场效应管

技术领域

本发明涉及一种结型场效应管。

背景技术

场效应晶体管（Field Effect Transistor，FET，简称场效应管）是一种电压放大器件，它具有三个电极：栅极（gate）、漏极（drain）、源极（source），并且通常是在单晶衬底上制作的。

场效应晶体管有两种基本类型：结型（JFET）和金属-氧化物型（MOSFET）。其中的结型场效应管又分为n沟道和p沟道两种。在下面的论述中主要以n沟道结型场效应管为例，p沟道结型场效应管的n区、p区以及所有电压正负和电流方向正好颠倒过来。

请参阅图1，这是一种现有的n沟道结型场效应管的剖面示意图。p型衬底10中具有n阱11，该n阱11的表面具有氧化硅121、122、123、124，这些氧化硅作为场氧隔离（LOCOS）结构或浅槽隔离（STI）结构。在n阱11中且在氧化硅122和123之间具有p阱13。在n阱11中且在氧化硅123和124之间具有n阱14，n阱14的掺杂浓度大于n阱11。在n阱11的表面且在氧化硅121和122之间具有重掺杂n阱15，n阱15的掺杂浓度大于n阱11。在p阱13的表面具有重掺杂p阱16，p阱16的掺杂浓度大于p阱13。在n阱14的表面具有重掺杂n阱17，n阱17的掺杂浓度大于n阱14。n阱15、p阱16、n阱17分别作为该n沟道场效应管的源极、栅极和漏极。

上述n沟道结型场效应管中，p型衬底10和p阱16都是重掺杂。p型衬底10与n阱11形成一个不对称的P+N结，p阱16和n阱11也形成一个不对称的P+N结，“不对称”指PN结中的p区掺杂浓度大于n区掺杂浓度。虽然图1中未予图示，但p型衬底10实际上是与p阱16相连接后共同作为栅极的。这种传统的结型场效应管是通过PN结的耐压来形成关态击穿电压，在当今深亚微米（0.25μm及以下）浅结制程下，无法做成耐高压的结型场效应管。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种耐高压的结型场效应管。

为解决上述技术问题，本发明耐高压的结型场效应管为：衬底中具有阱一，阱一的掺杂类型与衬底相反；在阱一的表面具有隔离结构一、隔离结构二、隔离结构三、隔离结构四；在阱一中且在隔离结构二和隔离结构三之间具有阱二，阱二的掺杂类型与阱一相反；在阱一中且在隔离结构三和隔离结构四之间具有阱三，阱三的掺杂类型与阱一相同但掺杂浓度更大；在阱一的表面且在隔离结构一和隔离结构二之间具有阱四，阱四的掺杂类型与阱一相同但掺杂浓度更大；在阱二的表面具有阱五，阱五的掺杂类型与阱二相同但掺杂浓度更大；在阱三的表面具有阱六，阱六的掺杂类型与阱三相同但掺杂浓度更大；阱四、阱五、阱六分别作为场效应管的源极、栅极和漏极；在硅片表面还具有场极板一、场极板二和场极板三；场极板一的一端在阱二之上且紧邻栅极，另一端在隔离结构三之上；场极板二的一端在隔离结构三之上，另一端在漏极之上；场极板三的一端在漏极之上，另一端在隔离结构四之上。

本发明在现有结型场效应管的基础上做了改进，具体是在栅极靠近漏极的一端、以及漏极处增加了多晶硅场极板结构，这可以改善阱二和阱三体内的电荷分布和矢量电场分布，从而提高结型场效应管的关态击穿电压，可以制作出耐高压的结型场效应管。

附图说明

图1是现有的结型场效应管的剖面示意图；

图2是本发明耐高压的结型场效应管的剖面示意图。

图中附图标记说明：

10为衬底；11为阱一；121、122、123、124分别为隔离结构一、隔离结构二、隔离结构三、隔离结构四；13为阱二；14为阱三；15为阱四（源极）；16为阱五（栅极）；17为阱六（漏极）；21、22、23分别为场极板一、场极板二、场极板三。

具体实施方式

请参阅图2，这是本发明耐高压的结型场效应管，以n沟道为例。p型衬底10中具有n阱11，该n阱11的表面具有氧化硅121、122、123、124，这些氧化硅作为场氧隔离结构或浅槽隔离结构。在n阱11中且在氧化硅122和123之间具有p阱13。在n阱11中且在氧化硅123和124之间具有n阱14，n阱14的掺杂浓度大于n阱11。在n阱11的表面且在氧化硅121和122之间具有重掺杂n阱15，n阱15的掺杂浓度大于n阱11。在p阱13的表面具有重掺杂p阱16，p阱16的掺杂浓度大于p阱13。在n阱14的表面具有重掺杂n阱17，n阱17的掺杂浓度大于n阱14。n阱15、p阱16、n阱17分别作为该n沟道场效应管的源极、栅极和漏极。在硅片表面还具有场极板21、22、23，均为多晶硅。其中场极板21的一端在p阱13之上且紧邻栅极16，另一端在氧化硅123之上。场极板22的一端在氧化硅123之上，另一端在漏极17之上。场极板23的一端在漏极17之上，另一端在氧化硅124之上。虽然图2中未予图示，但p型衬底10实际上是与p阱16相连接后共同作为栅极的。

本发明同样适用于p沟道结型场效应管，只需将n沟道结型场效应管的各部分p区、n区相调换即可。

由于在栅极16靠近漏极17的一端，以及在漏极17之上形成了三个多晶硅结构（称为场极板），使得p阱13和n阱14的体内电荷分布和矢量电场分布得以改善，从而提高了结型场效应管的关态击穿电压。即使在深亚微米（0.25μm及以下）浅结制程下，也能够制造出耐高压的结型场效应管。

Claims

1.一种耐高压的结型场效应管，衬底中具有阱一，阱一的掺杂类型与衬底相反；在阱一的表面具有隔离结构一、隔离结构二、隔离结构三、隔离结构四；在阱一中且在隔离结构二和隔离结构三之间具有阱二，阱二的掺杂类型与阱一相反；在阱一中且在隔离结构三和隔离结构四之间具有阱三，阱三的掺杂类型与阱一相同但掺杂浓度更大；在阱一的表面且在隔离结构一和隔离结构二之间具有阱四，阱四的掺杂类型与阱一相同但掺杂浓度更大；在阱二的表面具有阱五，阱五的掺杂类型与阱二相同但掺杂浓度更大；在阱三的表面具有阱六，阱六的掺杂类型与阱三相同但掺杂浓度更大；阱四、阱五、阱六分别作为场效应管的源极、栅极和漏极；其特征是，所述结型场效应管在硅片表面还具有场极板一、场极板二和场极板三；场极板一的一端在阱二之上且紧邻栅极，另一端在隔离结构三之上；场极板二的一端在隔离结构三之上，另一端在漏极之上；场极板三的一端在漏极之上，另一端在隔离结构四之上。

2.根据权利要求1所述的耐高压的结型场效应管，其特征是，所述隔离结构一、隔离结构二、隔离结构三、隔离结构四均为氧化硅。

3.根据权利要求1所述的耐高压的结型场效应管，其特征是，所述场极板一、场极板二、场极板三均为多晶硅。