專利名稱：高壓結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域，特別涉及一種高壓結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還涉及所述高壓結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法。
背景技術(shù)：
目前的高壓結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管JFET)器件的溝道區(qū)通過光刻定義為一個(gè)通路，然后用離子注入及推進(jìn)形成溝道，溝道區(qū)的雜質(zhì)濃度為注入的有效面密度。以HV N型溝道JFET器件舉例說明，如圖1至圖2所示，傳統(tǒng)的HV N型JFET器件的溝道區(qū)是由光刻定義出一個(gè)DNW溝道區(qū)，然后通過離子注入形成溝道，這樣溝道中的雜質(zhì)濃度為DNW的有效雜質(zhì)濃度，夾斷電壓取決于DNW注入時(shí)的劑量，這種工藝條件下的JFET的夾斷電壓往往只有一種，通道不易耗盡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高壓結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)及制造方法，可以降低夾斷電壓，且在同一種工藝條件下可以得到不同的夾斷電壓。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的高壓結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，包括以下步驟:第I步，在襯底上采用光刻形成漏極漂移區(qū)和至少兩條支路溝道，通過離子注入及推進(jìn)將多條支路物理性連接形成一個(gè)溝道，所述襯底具有第一導(dǎo)電類型，漏極漂移區(qū)和溝道區(qū)具有與第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型；第2步，在襯底上采用光刻和離子注入形成柵極區(qū)，柵極區(qū)具有第一導(dǎo)電類型；第3步，在硅片表面形成多個(gè)隔離結(jié)構(gòu)；第4步，在漏極漂移區(qū)采用光刻和離子注入形成漂移區(qū)反型層，所述漂移區(qū)反型層具有第一導(dǎo)電類型；第5步，在漏極漂移區(qū)和溝道區(qū)分別進(jìn)行第二導(dǎo)電類型的離子注入，形成漏極引出端和源極引出端；在柵極區(qū)和襯底區(qū)分別進(jìn)行第一導(dǎo)電類型的離子注入，形成柵極引出端和襯底引出端；第6步，淀積介電層并刻蝕形成接觸孔，在接觸孔中填充源極金屬電極、柵極金屬電極、漏極金屬電極和襯底極金屬電極。其中，所述第一導(dǎo)電類型為P型，第二導(dǎo)電類型為N型?；蛘?，所述第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型。進(jìn)一步地，在第4步和第5步之間，在硅片表面生長(zhǎng)一柵氧化層，其上淀積一層多晶硅，刻蝕多晶硅和柵氧化層形成位于隔離結(jié)構(gòu)之上的漏端多晶硅場(chǎng)板。其中，所述襯底的電阻率在50 250Ω.cm之間。在第5步中，第一導(dǎo)電類型的離子注入和第二導(dǎo)電類型的離子注入均為高摻雜，每平方厘米的注入劑量為lel4 lel6。進(jìn)一步地，在第I步中，支路溝道之間的間距小于離子注入及推進(jìn)的橫向擴(kuò)散距離。
本發(fā)明還提供一種所述方法制造的高壓結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)，在具有第一導(dǎo)電類型的硅襯底上形成有一具有與第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型的阱區(qū)，所述阱區(qū)內(nèi)具有溝道區(qū)和漂移區(qū)，所述漂移區(qū)內(nèi)形成有一具有第一導(dǎo)電類型的反型層，所述反型層的一端上方形成有隔離結(jié)構(gòu)，所述溝道區(qū)外側(cè)形成有具第一導(dǎo)電類型的柵極區(qū)，所述漂移區(qū)內(nèi)形成有漏極引出端，溝道區(qū)形成有源極引出端，柵極區(qū)形成有柵極引出端，襯底區(qū)形成有襯底引出端，所述漏極引出端和源極引出端具有第二導(dǎo)電類型，柵極引出端和襯底引出端具有第一導(dǎo)電類型。進(jìn)一步地，所述溝道區(qū)的形成分為兩步，第一步是采用光刻形成至少兩條支路溝道，第二步是通過離子注入及推進(jìn)將多條支路物理性連接形成一個(gè)溝道。其中，所述第一導(dǎo)電類型為P型，第二導(dǎo)電類型為N型；或者，第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型。本發(fā)明的有益效果在于:1、本發(fā)明JFET的溝道區(qū)形成先由光刻定義出多條“支路”，然后通過離子注入及推進(jìn)將多條“支路”物理性連接在一起最終形成一個(gè)溝道，使溝道中的有效雜質(zhì)濃度降低，溝道更容易被耗盡，得到更低的夾斷電壓；2、本發(fā)明可通過光刻調(diào)整多條支路間的間距，已得到不同的溝道區(qū)有效雜質(zhì)濃度，從而得到不同夾斷電壓的器件，以滿足不同的客戶需求。


下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:圖1是現(xiàn)有的HV N型JFET器件截面俯視圖；圖2是現(xiàn)有的HV N型JFET器件截面?zhèn)纫晥D；圖3是本發(fā)明的HV JFET截面圖；圖4a是本發(fā)明JFET體區(qū)版圖上的截面俯視圖；圖4b是本發(fā)明JFET體區(qū)版圖上的截面?zhèn)纫晥D；圖5a是本發(fā)明JFET體區(qū)硅片上(經(jīng)過離子注入及推進(jìn))的截面俯視圖；圖5b是本發(fā)明JFET體區(qū)硅片上(經(jīng)過離子注入及推進(jìn))的截面?zhèn)纫晥D。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的高壓結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，包括以下步驟:第I步，在襯底101上采用光刻形成漏極漂移區(qū)103和至少兩條支路溝道，如圖4a、4b所示，通過離子注入及推進(jìn)將多條支路物理性連接形成一個(gè)溝道，如圖5a、5b所示，所述襯底具有第一導(dǎo)電類型，漏極漂移區(qū)103和溝道區(qū)104具有與第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型；第2步，在襯底101上采用光刻和離子注入形成柵極區(qū)107，柵極區(qū)107具有第一導(dǎo)電類型；第3步，在硅片表面形成多個(gè)隔離結(jié)構(gòu)106 ；第4步，在漏極漂移區(qū)103采用光刻和離子注入形成漂移區(qū)反型層105，所述漂移區(qū)反型層105具有第一導(dǎo)電類型；
第5步，在漏極漂移區(qū)103和溝道區(qū)104分別進(jìn)行第二導(dǎo)電類型的離子注入，形成漏極引出端109和源極引出端110 ;在柵極區(qū)107和襯底區(qū)101分別進(jìn)行第一導(dǎo)電類型的離子注入，形成柵極引出端111和襯底引出端112 ；第6步，淀積介電層并刻蝕形成接觸孔，在接觸孔中填充源極金屬電極、柵極金屬電極、漏極金屬電極和襯底極金屬電極。其中，所述第一導(dǎo)電類型為P型，第二導(dǎo)電類型為N型；或者，所述第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型。在本實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)電類型為P型，第二導(dǎo)電類型為N型。在第4步和第5步之間，在硅片表面生長(zhǎng)一柵氧化層，其上淀積一層多晶硅，刻蝕多晶硅和柵氧化層形成位于隔離結(jié)構(gòu)之上的漏端多晶硅場(chǎng)板。所述襯底101為低摻雜襯底，電阻率在50 250Ω.cm之間。在第5步中，第一導(dǎo)電類型的離子注入和第二導(dǎo)電類型的離子注入均為高摻雜，每平方厘米的注入劑量為lel4 lel6。在第I步中，支路溝道之間的間距小于離子注入及推進(jìn)的橫向擴(kuò)散距離，并且在光刻時(shí)可以調(diào)整支路之間的間距以得到不同的夾斷電壓。溝道區(qū)的離子注入可以由一次完成，也可以分為多次完成。由上述方法制造的高壓結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)，如圖3所示，在具有第一導(dǎo)電類型的硅襯底101上形成有一具有與第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型的阱區(qū)102，所述阱區(qū)內(nèi)具有溝道區(qū)104和漂移區(qū)103，所述漂移區(qū)103內(nèi)形成有一具有第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)反型層105，所述漂移區(qū)反型層105的一端上方形成有隔離結(jié)構(gòu)106，所述溝道區(qū)104外側(cè)形成有具第一導(dǎo)電類型的柵極區(qū)107，所述漂移區(qū)103內(nèi)形成有漏極引出端109，溝道區(qū)104形成有源極引出端110，柵極區(qū)107形成有柵極引出端111，襯底區(qū)101形成有襯底引出端112，所述漏極引出端109和源極引出端110具有第二導(dǎo)電類型，柵極引出端111和襯底引出端112具有第一導(dǎo)電類型。本發(fā)明JFET的溝道區(qū)形成先由光刻定義出多條“支路”，然后通過離子注入及推進(jìn)將多條“支路”物理性連接在一起最終形成一個(gè)溝道，使溝道中的有效雜質(zhì)濃度降低，溝道更容易被耗盡，得到更低的夾斷電壓；同時(shí)可通過光刻調(diào)整多條支路間的間距，已得到不同的溝道區(qū)有效雜質(zhì)濃度，從而得到不同夾斷電壓的器件，以滿足不同的客戶需求。以上通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但這些并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種高壓結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: 第I步，在襯底上采用光刻形成漏極漂移區(qū)和至少兩條支路溝道，通過離子注入及推進(jìn)將多條支路物理性連接形成一個(gè)溝道，所述襯底具有第一導(dǎo)電類型，漏極漂移區(qū)和溝道區(qū)具有與第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型； 第2步，在襯底上采用光刻和離子注入形成柵極區(qū)，柵極區(qū)具有第一導(dǎo)電類型； 第3步，在硅片表面形成多個(gè)隔離結(jié)構(gòu)； 第4步，在漏極漂移區(qū)采用光刻和離子注入形成漂移區(qū)反型層，所述漂移區(qū)反型層具有第一導(dǎo)電類型； 第5步，在漏極漂移區(qū)和溝道區(qū)分別進(jìn)行第二導(dǎo)電類型的離子注入，形成漏極引出端和源極引出端；在柵極區(qū)和襯底區(qū)分別進(jìn)行第一導(dǎo)電類型的離子注入，形成柵極引出端和襯底引出端； 第6步，淀積介電層并刻蝕形成接觸孔，在接觸孔中填充源極金屬電極、柵極金屬電極、漏極金屬電極和襯底極金屬電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，其特征在于，所述第一導(dǎo)電類型為P型，第二導(dǎo)電類型為N型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，其特征在于，所述第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，其特征在于，在第4步和第5步之間，在硅片表面生長(zhǎng)一柵氧化層，其上淀積一層多晶硅，刻蝕多晶硅和柵氧化層形成位于隔離結(jié)構(gòu)之上的漏端多晶硅場(chǎng)板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，其特征在于，所述襯底的電阻率在50 250 Ω.cm之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，其特征在于，在第5步中，第一導(dǎo)電類型的離子注入和第二導(dǎo)電類型的離子注入均為高摻雜，每平方厘米的注入劑量為lel4 lel60
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，其特征在于，在第I步中，支路溝道之間的間距小于離子注入及推進(jìn)的橫向擴(kuò)散距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述方法制造的高壓結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)，其特征在于，在具有第一導(dǎo)電類型的硅襯底上形成有一具有與第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型的阱區(qū)，所述阱區(qū)內(nèi)具有溝道區(qū)和漂移區(qū)，所述漂移區(qū)內(nèi)形成有一具有第一導(dǎo)電類型的反型層，所述反型層的一端上方形成有隔離結(jié)構(gòu)，所述溝道區(qū)外側(cè)形成有具第一導(dǎo)電類型的柵極區(qū)，所述漂移區(qū)內(nèi)形成有漏極引出端，溝道區(qū)形成有源極引出端，柵極區(qū)形成有柵極引出端，襯底區(qū)形成有襯底引出端，所述漏極引出端和源極引出端具有第二導(dǎo)電類型，柵極引出端和襯底引出端具有第一導(dǎo)電類型。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高壓結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述溝道區(qū)的形成分為兩步，第一步是采用光刻形成至少兩條支路溝道，第二步是通過離子注入及推進(jìn)將多條支路物理性連接形成一個(gè)溝道。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高壓結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一導(dǎo)電類型為P型，第二導(dǎo)電類型為N型；或者，第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高壓結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)及制造方法，具第一導(dǎo)電類型的硅襯底上形成具有第二導(dǎo)電類型的阱區(qū)，阱區(qū)內(nèi)具有漂移區(qū)和體區(qū)，漂移區(qū)耐高壓，體區(qū)是結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的溝道區(qū)；漂移區(qū)內(nèi)形成具第一導(dǎo)電類型的反型層，反型層一端上有隔離結(jié)構(gòu)，溝道區(qū)外側(cè)形成具第一導(dǎo)電類型的柵極區(qū)，漂移區(qū)形成漏極引出端，溝道區(qū)形成源極引出端，柵極區(qū)形成柵極引出端，襯底區(qū)形成襯底引出端，漏極引出端和源極引出端為第二導(dǎo)電類型，柵極引出端和襯底引出端為第一導(dǎo)電類型；溝道區(qū)先采用光刻形成至少兩條支路溝道，再通過離子注入及推進(jìn)連接多條支路形成一個(gè)溝道。本發(fā)明使溝道的有效雜質(zhì)濃度降低，溝道更易耗盡，夾斷電壓降低，可得到不同夾斷電壓的器件。
文檔編號(hào)H01L29/10GK103094124SQ20111034430
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者寧開明, 董科 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司