一種恒流jfet器件及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)，具體的說是涉及一種恒流JFET器件及其制造方法。本發(fā)明的恒流JFET器件，其特征在于所述P+表面柵極區(qū)5和P+背面柵極區(qū)2的結(jié)深為不均勻的，從靠近N+漏極區(qū)6的一端到靠近N+源極區(qū)7的一端P+表面柵極區(qū)5的結(jié)深逐漸增加，從靠近N+漏極區(qū)6的一端到靠近N+源極區(qū)7的一端P+背面柵極區(qū)2的結(jié)深也逐漸增加。本發(fā)明的有益效果為，恒流特性較好，能夠滿足更小恒流精度的需求。本發(fā)明尤其適用于恒流JFET器件及其制造。
【專利說明】一種恒流JFET器件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)，具體的說是涉及一種恒流JFET器件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著LED燈的廣泛使用，LED恒流驅(qū)動也迅速占領(lǐng)市場，恒流JFET器件是專為小功率LED設(shè)計的恒流驅(qū)動器，它能在4V?150V的寬電壓范圍內(nèi)實現(xiàn)恒定電流輸出，而且可以實現(xiàn)±15%的恒流精度，可與LED燈珠搭配，廣泛應(yīng)用于室內(nèi)照明。圖1是恒流驅(qū)動LED的一種方案，由于輸出電壓較高，該方案特別適合電流值為5mA?500mA的LED應(yīng)用，尤其適合高壓LED。該方案總共包括6個元器件，簡單實用，且低成本。圖1中，交流市電通過Dl-D4和Cl構(gòu)成的全波整流電路后直接驅(qū)動恒流器件和LED燈串。圖2是恒流驅(qū)動LED的另外一種方案，新加入的電阻Radj可根據(jù)不同的LED適當調(diào)節(jié)電流。其驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)簡單，成本極低，而提供恒流的核心就是一個常開通的η溝道JFET器件，但是目前的JFET器件恒流精度較差，不能很好的滿足恒流源電路的應(yīng)用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明所要解決的，就是針對上述JFET器件存在的精度問題，提出一種恒流JFET器件及其制造方法。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種JFET器件，其元胞結(jié)構(gòu)包括P型襯底I和設(shè)置在P型襯底I上層的N-溝道外延層3 ;所述N-溝道外延層3的兩端設(shè)置有P+隔離區(qū)4，所述N-溝道外延層3低端設(shè)置有P+埋層背面柵極區(qū)2，所述P+埋層背面柵極區(qū)2與P型襯底I上表面連接；所述N-溝道外延層3中設(shè)置有相互獨立的P+表面柵極區(qū)5、Ν+漏極區(qū)6和N+源極區(qū)7，其中P+表面柵極區(qū)5位于N+漏極區(qū)6和N+源極區(qū)7之間；所述N-溝道外延層3的上端面設(shè)置有介質(zhì)層8，所述P+表面柵極區(qū)5的上端面設(shè)置有柵極金屬10，所述N+漏極區(qū)6的上端面設(shè)置有漏極金屬9，所述N+源極區(qū)7的上端面設(shè)置有源極金屬11 ;其特征在于，所述P+表面柵極區(qū)5和P+背面柵極區(qū)2的結(jié)深為不均勻的，從靠近N+漏極區(qū)6的一端到靠近N+源極區(qū)7的一端P+表面柵極區(qū)5的結(jié)深逐漸增加，從靠近N+漏極區(qū)6的一端到靠近N+源極區(qū)7的一端P+背面柵極區(qū)2的結(jié)深逐漸增加。
[0005]本發(fā)明總的技術(shù)方案，提出不均勻結(jié)深的雙柵極區(qū)JFET(DV-JFET)結(jié)構(gòu)，利用P+表面柵極區(qū)5和P+背面柵極區(qū)2的結(jié)深的變化來減弱溝道長度調(diào)制效應(yīng)，從而實現(xiàn)在寬電壓輸入范圍內(nèi)，輸出電流的變化率小的目的。
[0006]具體的，P+表面柵極區(qū)5的結(jié)深從靠近N+漏極區(qū)6的一端到靠近N+源極區(qū)7的一端呈現(xiàn)為3次遞增，所述P+背面柵極區(qū)2的結(jié)深從靠近N+漏極區(qū)6的一端到靠近N+源極區(qū)7的一端呈現(xiàn)為3次遞增。
[0007]一種恒流JFET器件的制造方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0008]第一步:選擇單晶片，制備P型襯底I ;
[0009]第二步:采用光刻和離子注入工藝，將P型雜質(zhì)注入P型襯底I上表面形成結(jié)深不均勻的P+埋層背面柵極區(qū)2，具體為采用多次光刻、多次不同注入能量的方式或者多次光亥IJ、多次相同注入能量和多次推結(jié)的方式；
[0010]第三步:在P型襯底I上表面生長N-溝道外延層3 ；
[0011]第四步:采用光刻和離子注入工藝，在N型外延層3的兩端生成P型隔離區(qū)4 ；
[0012]第五步:在N-溝道外延層3上表面生長場氧化層，所述場氧化層的厚度為300(Γ5000Α;
[0013]第六步:采用光刻工藝，在N型外延層3上表面進行有源區(qū)刻蝕，為后續(xù)有源區(qū)內(nèi)的源漏柵區(qū)注入刻蝕出有源區(qū)；
[0014]第七步:采用光刻和離子注入工藝，在N型外延層3上表面形成P+表面柵極區(qū)5，所述P+表面柵極區(qū)5的結(jié)深為不均勻的，具體為采用多次光刻、多次不同注入能量的方式或者采用多次光刻、多次相同能量注入和多次推結(jié)的方式；
[0015]第八步:采用光刻和離子注入工藝，在N型外延層3上表面形成N+漏極區(qū)6和N+源極區(qū)7注入，其中P+表面柵極區(qū)5位于N+漏極區(qū)6和N+源極區(qū)7之間；
[0016]第九步:采用光刻工藝刻蝕出接觸孔；
[0017]第十步:在P+表面柵極區(qū)5的上端面淀積柵極金屬10，在N+漏極區(qū)6的上端面淀積漏極金屬9，在N+源極區(qū)7的上端面淀積源極金屬11。
[0018]具體的，所述第二步中P+埋層背面柵極區(qū)2的注入方式為采用3次光刻和3次不同的注入能量的方式，具體為:
[0019]一次光刻后進行P+埋層背面柵極區(qū)2的第一次注入；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8cnT2、能量20?40KeV ；
[0020]二次光刻后進行P+埋層背面柵極區(qū)2的第二次注入；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8cnT2、能量20?60KeV ；
[0021]三次光刻后進行P+埋層背面柵極區(qū)2的第三次注入；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8cnT2、能量20?80KeV ；。
[0022]具體的，所述第二步中P+埋層背面柵極區(qū)2注入方式為采用3次光刻、3次相同能量注入和3次推結(jié)的方式，具體為:
[0023]一次光刻后進行P+埋層背面柵極區(qū)2第一次注入推阱；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8Cm_2、能量20?80KeV，推阱再分布條件為:無氧條件，溫度 950 ?1000°C、時間 25min ?30min ；
[0024]二次光刻后進行P+埋層背面柵極區(qū)2的第二次注入推阱；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8Cm_2、能量20?80KeV，推阱再分布條件為:無氧條件，溫度 950 ?1000°C、時間 25min ?50min ；
[0025]三次光刻后進行P+埋層背面柵極區(qū)2第三次注入推阱；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8Cm_2、能量20?80KeV，推阱再分布條件為:無氧條件，溫度 950 ?100(TC、時間 25min ?10min。
[0026]具體的，所述第七步中P+表面柵極區(qū)5的注入方式為采用3次光刻和3次不同的注入能量的方式，具體為:
[0027]—次光刻后進行P+表面柵極區(qū)5的第一次注入；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:lel5 ?8el8cm-2、能量 20 ?40KeV ；
[0028]二次光刻后進行P+表面柵極區(qū)5的第二次注入；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8cm-2、能量20?60KeV ；
[0029]三次光刻后進行P+表面柵極區(qū)5的第三次注入；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8cm-2、能量20?80KeV。
[0030]具體的，所述第七步中P+表面柵極區(qū)5注入方式為采用3次光刻、3次相同能量注入和3次推結(jié)，具體為:
[0031]一次光刻后進行P+表面柵極區(qū)5第一次注入推阱；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8cm-2、能量20?80KeV，推阱再分布條件為:無氧條件，溫度950 ?1000°C、時間 25min ?30min ；
[0032]二次光刻后進行P+表面柵極區(qū)5的第二次注入推阱；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:離子注入條件為:劑量lel5?8el8cm-2、能量20?80KeV，推阱再分布條件為:無氧條件，溫度950?100CTC、時間25min?50min ；
[0033]三次光刻后進行P+表面柵極區(qū)5第三次注入推阱；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8cm-2、能量20?80KeV，推阱再分布條件為:無氧條件，溫度950 ?1000。。、時間 25min ?10min。。
[0034]本發(fā)明的有益效果為，在制作工藝并不復(fù)雜的基礎(chǔ)上，器件恒流特性較好，在寬電壓輸入范圍內(nèi)，輸出電流的變化率很小，恒流性能相比于傳統(tǒng)JFET結(jié)構(gòu)有大幅度的提升，能夠滿足更小恒流精度的需求，特別適合小功率LED燈恒流驅(qū)動。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]圖1是LED驅(qū)動及應(yīng)用電路示意圖；
[0036]圖2是另一種LED驅(qū)動及應(yīng)用電路不意圖；
[0037]圖3是本發(fā)明的DV-JFET器件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖4是本發(fā)明的DV-JFET與傳統(tǒng)JFET以及SV-JFET的恒流特性對比示意圖；
[0039]圖5是本發(fā)明的恒流器件制造方法工藝步驟中P襯底結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖6是本發(fā)明的恒流器件制造方法工藝步驟中P+埋層背面柵極區(qū)第一次光刻注入推結(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖7是本發(fā)明的恒流器件制造方法工藝步驟中P+埋層背面柵極區(qū)第二次光刻注入推結(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖8是本發(fā)明的恒流器件制造方法工藝步驟中P+埋層背面柵極區(qū)第三次光刻注入推結(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖9是本發(fā)明的恒流器件制造方法工藝步驟中N-溝道外延層的結(jié)構(gòu)圖；
[0044]圖10是本發(fā)明的恒流器件制造方法工藝步驟中隔離區(qū)P+注入結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖11是本發(fā)明的恒流器件制造方法工藝步驟中P+表面柵極區(qū)的第一次光刻注入推結(jié)后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖12是本發(fā)明的恒流器件制造方法工藝步驟中P+表面柵極區(qū)的第二次光刻注入推結(jié)后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖13是本發(fā)明的恒流器件制造方法工藝步驟中P+表面柵極區(qū)的第三次光刻注入推結(jié)后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖14是本發(fā)明的恒流器件制造方法工藝步驟中源漏N+注入結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖15是本發(fā)明的恒流器件制造方法工藝步驟中刻蝕AL之后結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0050]下面結(jié)合附圖和實施例，詳細描述本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0051]如圖3所示，本發(fā)明的一種JFET器件，其元胞結(jié)構(gòu)包括P型襯底I和設(shè)置在P型襯底I上的N-溝道外延層3，所述N-溝道外延層3的兩端設(shè)置有P+隔離區(qū)4，所述N-溝道外延層3底端設(shè)置有P+埋層背面柵極區(qū)2，所述N-溝道外延層3中設(shè)置有相互獨立的P+表面柵極區(qū)5、N+漏極區(qū)6和N+源極區(qū)7，其中P+表面柵極區(qū)5位于N+漏極區(qū)6和N+源極區(qū)7之間，所述N-溝道外延層3的上端面設(shè)置有介質(zhì)層8，所述P+表面柵極區(qū)5的上端面設(shè)置有柵極金屬10，所述N+漏極區(qū)6的上端面設(shè)置有漏極金屬9，所述N+源極區(qū)7的上端面設(shè)置有源極金屬11。其特征在于所述P+表面柵極區(qū)5和P+背面柵極區(qū)2的結(jié)深為不均勻的，從靠近N+漏極區(qū)6的一端到靠近N+源極區(qū)7的一端P+表面柵極區(qū)5的結(jié)深逐漸增加，從靠近N+漏極區(qū)6的一端到靠近N+源極區(qū)7的一端P+背面柵極區(qū)2的結(jié)深也逐漸增加。
[0052]本發(fā)明的工作原理為:該不均勻結(jié)深的雙柵JFET(DV-JFET)器件屬于常開器件，在漏源之間加上正向電壓，當溝道出現(xiàn)夾斷后，隨著漏源電壓的增大，電流趨向于恒定。本發(fā)明采用P+埋層背面柵極區(qū)2和P+表面柵極區(qū)5的多次光刻、多次注入或者采用多次光刻-多次注入-多次推結(jié)，形成了圖3所示的從漏區(qū)到源區(qū)，柵區(qū)的結(jié)深是逐漸增加的雙柵JFET，其優(yōu)點在于使器件恒流特性變得更好，原因是在漏端加上正電壓，當溝道出現(xiàn)夾斷后，由于斜坡柵的作用，會使夾斷點更慢的向源端靠近，所以可以說是溝道長度調(diào)制效應(yīng)減小，也就使得恒流特性變的更好，從而利用結(jié)深的變化來減弱溝道長度調(diào)制效應(yīng)，在寬電壓輸入范圍內(nèi)，輸出電流的變化率小。如圖4所示，為傳統(tǒng)的JFET (CT-JFET)器件、單緩變結(jié)深柵JFET (SV-JFET)和本發(fā)明的雙緩變結(jié)深柵(DV-JFET)器件在相同條件下的恒流特性對比示意圖，線型為正方形的代表傳統(tǒng)的JFET器件，線型為圓形的代表SV-JFET、線型為正三角形的代表本發(fā)明的DV-JFET。當輸入電壓從20V到80V(柵極零偏置的條件下)，CT-JFET、SV-JFET和本發(fā)明的DV-JFET的電流變化率依次為18.24%,9.85%和1.20%。通過對比可得出，本發(fā)明DV-JFET的恒流率遠遠高于CT-JFET和SV-JFET器件。
[0053]本發(fā)明的器件主要通過硅片制備一P+埋層背柵第一次注入和推結(jié)一P+埋層背柵第二次注入和推結(jié)一P+埋層背柵第三次注入和推結(jié)一N-外延生長一P+型隔離區(qū)注入一P+表面柵極區(qū)第一次注入和推結(jié)一P+表面柵極第二次注入和推結(jié)一P+表面柵極第三次注入和推結(jié)——N+源區(qū)和漏區(qū)注入——接觸孔刻蝕——金屬淀積、刻蝕——合金一鈍化一退火等工藝步驟制備。
[0054]實施例1:
[0055]本例中的兩個柵極區(qū)均采用三次光刻-三次不同的注入能量形成，具體為:
[0056]第一步:選擇缺陷較少的NTD〈111>單晶片，單晶片的片厚范圍為400?700 μ m，電阻率范圍為0.01?0.5 Ω.Cm,打標清洗、烘干待用，如圖5所示；
[0057]第二步:第一次光刻，首先在晶片上生長一層薄氧化層，接著進行P+埋層背面柵極區(qū)2第一次注入，具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?SelScm'能量20?40KeV，如圖6所示；
[0058]第三步；第二次光刻，P+埋層背面柵極區(qū)2的第二次注入；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8cnT2、能量20?60KeV，如圖7所示；
[0059]第四步；第三次光刻，P+埋層背面柵極區(qū)2的第三次注入；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8cnT2、能量20?80KeV，如圖8所示；
[0060]第五步:硅片表面生長N型溝道外延層3，溫度在1100°C?1150°C，厚度為3?25 μ m,電阻率為0.1?1Ω.cm，如圖9所示；
[0061]第六步:四次光刻，光刻后在N-型外延層3的兩端進行P+型隔離區(qū)4注入，具體為采用去膠注入，在注入之前生長40?10nm厚的氧化層，離子注入條件為:劑量lel6?8el8cnT2、能量40?10KeV,再分布條件為:無氧條件，溫度1100?115CTC、時間10min?120min，如圖10所示；
[0062]第七步:場氧化層生長，厚度在300(Γ5000Α;
[0063]第八步:五次光刻，有源區(qū)刻蝕，為后續(xù)有源區(qū)內(nèi)的源漏柵區(qū)注入刻蝕出有源區(qū)；
[0064]第九步:六次光刻，P+表面柵極區(qū)5的第一次注入；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:lel5?8el8cnT2、能量20?40KeV，如圖11所示；
[0065]第九步:七次光刻，P+表面柵極區(qū)5的第二次注入；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8cm_2、能量20?60KeV，如圖12所示；
[0066]第九步:八次光刻，P+表面柵極區(qū)5的第三次注入；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8cnT2、能量20?80KeV，如圖13所示；
[0067]第十步:九次光刻，N+漏極區(qū)6和N+源極區(qū)7注入，具體采用帶膠注入，在注入之前生長40?10nm厚的氧化層,離子注入條件為劑量lel6?8el8cnT2、能量60?80KeV,,再分布條件為:無氧條件，溫度1100?1150°C、時間230min?250min，如圖14所示；
[0068]第^^一步:十次光刻，刻蝕出接觸孔；
[0069]第十二步:金屬淀積，在P+表面柵極區(qū)5的上端面淀積柵極金屬10，在N+漏極區(qū)6的上端面淀積漏極金屬9，在N+源極區(qū)7的上端面淀積源極金屬11，十一次光刻、反刻鋁，合金鈍化，如圖15所示。
[0070]實施例2:
[0071]本例中的兩個柵極區(qū)均采用三次光刻-三次相同的注入能量-不同推結(jié)形成，具體為:
[0072]第一步:選擇缺陷較少的NTD〈111>單晶片，片厚范圍為400?700 μ m，電阻率范圍為0.01?0.5 Ω.Cm，打標和清洗、烘干待用，如圖5所示；
[0073]第二步:第一次光刻，首先在晶片上生長一層薄氧化層，接著進行P+埋層背面柵極區(qū)2第一次注入，具體采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?SelScnT2、能量20?80KeV，推阱再分布條件為:無氧條件，溫度950?1000°C、時間25min?30min，如圖6所示；
[0074]第三步；第二次光刻，P+埋層背面柵極區(qū)2的第二次注入；具體采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8Cm_2、能量20?80KeV，推阱再分布條件為:無氧條件，溫度950?1000。。、時間25min?50min，如圖7所示；
[0075]第四步；第三次光刻，P+埋層背面柵極區(qū)2的第三次注入；具體采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8Cm_2、能量20?80KeV，推阱再分布條件為:無氧條件，溫度950?1000。。、時間25min?lOOmin，如圖8所示；
[0076]第五步:硅片表面生長N型外延層3，溫度在1100°C?1150°C，厚度為3?25 μ m，電阻率為0.1?I Ω.cm,如圖9所示；
[0077]第六步:四次光刻，光刻后在N-型外延層3的兩端進行P+型隔離區(qū)4注入，具體為采用去膠注入，在注入之前生長40?10nm厚的氧化層，離子注入條件為:劑量lel6?8el8cnT2、能量40?10KeV,再分布條件為:無氧條件，溫度1100?115CTC、時間10min?120min ;，如圖10所示；
[0078]第七步:場氧化層生長，厚度在300(Γ5000Α;
[0079]第八步:五次光刻，有源區(qū)刻蝕，為后續(xù)有源區(qū)內(nèi)的源漏柵區(qū)注入刻蝕出有源區(qū)；
[0080]第九步:六次光刻，P+表面柵極區(qū)5的第一次注入；具體采用帶膠注入，離子注入條件為::劑量lel5?8el8Cm_2、能量20?80KeV，推阱再分布條件為:無氧條件，溫度950?1000。。、時間25min?30min，如圖11所示；
[0081]第九步:七次光刻，P+表面柵極區(qū)5的第二次注入；具體采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8cm_2、能量20?80KeV，推阱再分布條件為:無氧條件，溫度950?1000。。、時間25min?50min，如圖12所示；
[0082]第九步:八次光刻，P+表面柵極區(qū)5的第三次注入；具體采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8cm_2、能量20?80KeV，推阱再分布條件為:無氧條件，溫度950?1000。。、時間 25min ?10min ;如圖 13 所示；
[0083]第十步:九次光刻，N+漏極區(qū)6和N+源極區(qū)7注入，具體采用帶膠注入，在注入之前生長40?10nm厚的氧化層,離子注入條件為:劑量lel6?8el8cnT2、能量60?80KeV,再分布條件為:無氧條件，溫度1100?1150°C、時間230min?250min，如圖14所示；
[0084]第^^一步:十次光刻，刻蝕出接觸孔；
[0085]第十二步:金屬淀積，在P+表面柵極區(qū)5的上端面淀積柵極金屬10，在N+漏極區(qū)6的上端面淀積漏極金屬9，在N+源極區(qū)7的上端面淀積源極金屬11，十一次光刻、反刻鋁，合金鈍化，如圖15所示。
【權(quán)利要求】
1.一種恒流JFET器件，其元胞結(jié)構(gòu)包括P型襯底(I)和設(shè)置在P型襯底(I)上層的N-溝道外延層(3);所述N-溝道外延層(3)的兩端設(shè)置有P+隔離區(qū)(4)，所述N-溝道外延層(3)低端設(shè)置有P+埋層背面柵極區(qū)(2)，所述P+埋層背面柵極區(qū)(2)與P型襯底(I)上表面連接；所述N-溝道外延層(3)中設(shè)置有相互獨立的P+表面柵極區(qū)(5)、N+漏極區(qū)(6)和N+源極區(qū)(7)，其中P+表面柵極區(qū)(5)位于N+漏極區(qū)(6)和N+源極區(qū)(7)之間；所述N-溝道外延層(3)的上端面設(shè)置有介質(zhì)層(8)，所述P+表面柵極區(qū)(5)的上端面設(shè)置有柵極金屬(10)，所述N+漏極區(qū)(6)的上端面設(shè)置有漏極金屬(9)，所述N+源極區(qū)(7)的上端面設(shè)置有源極金屬(11);其特征在于，所述P+表面柵極區(qū)(5)和P+背面柵極區(qū)(2)的結(jié)深為不均勻的，從靠近N+漏極區(qū)(6)的一端到靠近N+源極區(qū)(7)的一端P+表面柵極區(qū)(5)的結(jié)深逐漸增加，從靠近N+漏極區(qū)(6)的一端到靠近N+源極區(qū)(7)的一端P+背面柵極區(qū)(2)的結(jié)深逐漸增加。
2.一種恒流JFET器件的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步:選擇單晶片，制備P型襯底(I)； 第二步:采用光刻和離子注入工藝，將P型雜質(zhì)注入P型襯底(I)上表面形成結(jié)深不均勻的P+埋層背面柵極區(qū)(2)，具體為采用多次光刻、多次不同注入能量的方式或者多次光亥IJ、多次相同注入能量和多次推結(jié)的方式； 第三步:在P型襯底(I)上表面生長N-溝道外延層(3)； 第四步:采用光刻和離子注入工藝，在N型外延層(3)的兩端生成P型隔離區(qū)(4)；第五步:在N-溝道外延層(3)上表面生長場氧化層，所述場氧化層的厚度為300(Γ5000Α; 第六步:采用光刻工藝，在N型外延層(3)上表面進行有源區(qū)刻蝕，為后續(xù)有源區(qū)內(nèi)的源漏柵區(qū)注入刻蝕出有源區(qū)； 第七步:采用光刻和離子注入工藝，在N型外延層(3)上表面形成P+表面柵極區(qū)(5)，所述P+表面柵極區(qū)(5)的結(jié)深為不均勻的，具體為采用多次光刻、多次不同注入能量的方式或者采用多次光刻、多次相同能量注入和多次推結(jié)的方式； 第八步:采用光刻和離子注入工藝，在N型外延層(3)上表面形成N+漏極區(qū)(6)和N+源極區(qū)(7)注入，其中P+表面柵極區(qū)(5)位于N+漏極區(qū)(6)和N+源極區(qū)(7)之間；第九步:采用光刻工藝刻蝕出接觸孔； 第十步:在P+表面柵極區(qū)(5)的上端面淀積柵極金屬(10)，在N+漏極區(qū)(6)的上端面淀積漏極金屬(9)，在N+源極區(qū)(7)的上端面淀積源極金屬(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種JFET器件的制造方法，其特征在于，所述第二步中P+埋層背面柵極區(qū)(2)的注入方式為采用3次光刻和3次不同的注入能量的方式，具體為: 一次光刻后進行P+埋層背面柵極區(qū)(2)的第一次注入；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8cnT2、能量20?40KeV ； 二次光刻后進行P+埋層背面柵極區(qū)(2)的第二次注入；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8cnT2、能量20?60KeV ； 三次光刻后進行P+埋層背面柵極區(qū)(2)的第三次注入；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8cnT2、能量20?80KeV。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種JFET器件的制造方法，其特征在于，所述第二步中P+埋層背面柵極區(qū)(2)注入方式為采用3次光刻、3次相同能量注入和3次推結(jié)的方式，具體為: 一次光刻后進行P+埋層背面柵極區(qū)(2)第一次注入推阱；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8Cm_2、能量20?80KeV，推阱再分布條件為:無氧條件，溫度950 ?1000°C、時間 25min ?30min ； 二次光刻后進行P+埋層背面柵極區(qū)(2)的第二次注入推阱；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8Cm_2、能量20?80KeV，推阱再分布條件為:無氧條件，溫度 950 ?1000°C、時間 25min ?50min ； 三次光刻后進行P+埋層背面柵極區(qū)(2)第三次注入推阱；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8Cm_2、能量20?80KeV，推阱再分布條件為:無氧條件，溫950 ?1000。。、時間 25min ?10min。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4任意一項所述的一種JFET器件的制造方法，其特征在于，所述第七步中P+表面柵極區(qū)(5)的注入方式為采用3次光刻和3次不同的注入能量的方式，具體為: 一次光刻后進行P+表面柵極區(qū)(5)的第一次注入；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:lel5 ?8el8cm-2、能量 20 ?40KeV ； 二次光刻后進行P+表面柵極區(qū)(5)的第二次注入；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8cm-2、能量20?60KeV ； 三次光刻后進行P+表面柵極區(qū)(5)的第三次注入；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8cm-2、能量20?80KeV。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至4任意一項所述的一種JFET器件的制造方法，其特征在于，所述第七步中P+表面柵極區(qū)(5)注入方式為采用3次光刻、3次相同能量注入和3次推結(jié)，具體為: 一次光刻后進行P+表面柵極區(qū)(5)第一次注入推阱；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8cm-2、能量20?80KeV，推阱再分布條件為:無氧條件，溫度950 ?1000°C、時間 25min ?30min ； 二次光刻后進行P+表面柵極區(qū)(5)的第二次注入推阱；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:離子注入條件為:劑量lel5?8el8cm-2、能量20?80KeV，推阱再分布條件為:無氧條件，溫度950?100CTC、時間25min?50min ； 三次光刻后進行P+表面柵極區(qū)(5)第三次注入推阱；具體為采用帶膠注入，離子注入條件為:劑量lel5?8el8cm-2、能量20?80KeV，推阱再分布條件為:無氧條件，溫度950 ?1000。。、時間 25min ?10min。
【文檔編號】H01L29/808GK104201208SQ201410425842
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】李澤宏, 賴亞明, 劉建, 張建剛, 劉永, 伍濟 申請人:電子科技大學