一種表面柵型靜電感應晶體管的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及一種小功率的常關型靜電感應晶體管，特別是一種表面柵型靜電 感應晶體管。
【背景技術】
[000引 在專利U.S.化tentNo. 4326209中，Nishizawa等人提出，靜電感應晶體管（SIT) 是一種能夠在較高頻率和大功率條件下工作的場效應半導體器件。在溝道內載流子從源極 越過一個由溝道靜電感應的勢壘注入到漏極，勢壘高度可W隨著施加于柵極的柵偏壓和施 加于漏極的漏偏壓的改變而改變。影響SIT性能的關鍵在于可控制載流子耗盡的高阻外延 層所形成的溝道。其具有的優(yōu)點是電流-電壓特性曲線在非常寬的漏電流的范圍內接近 線性，包括低漏電流的區(qū)域與真空=極管特性類似。其線性度高、且不飽和的電流電壓特 性，頻率高，噪聲低，熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點，在高保真設備中具有極大的應用價值。該類器件在 YAMANAKAEIJI實用新型專利JP.PatentNo. 59079574A中也有詳細的描述。
[0003] 表面柵結構的SITW其功率小、頻率高的特性而在一些領域中得到重視。在上 世紀走八十年代有報道稱已研制出工作頻率為2.0GHz的器件，但由于其擊穿電壓一般 在10V左右，并且跨導低，泄漏電流大，限制了其應用范圍。在之后的研究中，雖然通過 改變結構來彌補部分性能缺陷，但效果卻微乎其微，在SandeepB址1等人實用新型專 利U.S. 12, 959, 736中有所提到。此外，還有通過改變半導體材料，如用神化嫁取代娃來 制備SIT，但其性能尤其是柵的調控作用沒有大的改善，該在Zaidan等人實用新型專利 U.S. 4470059 中提到。
[0004] 影響SIT的性能最重要的結構參數(shù)是柵條間距和溝道長度，而溝道長度直接影響 柵區(qū)對器件性能調控的靈敏度。過去的工藝實踐中一致認為SIT器件良好的性能需要保 證有源區(qū)內溝道有足夠的長度，并且采用擴散熱退火推進的形式來完成，從而達到提高柵 陰極電流的均勻性，保證器件各單元的工作穩(wěn)定性，并且減少反向漏電流，該在李思淵等人 實用新型的專利CN1168119C中提到。但是該實用新型采用的擴散高溫退火推進形成的雜 質濃度為高斯分布，有源區(qū)長溝道的設計使得柵體濃度變化非常大，并且柵體本身就會形 成電勢降落減弱外加柵壓的調控，同時濃度大的降落使得有效溝道長度比實際表現(xiàn)的溝道 長度要小得多，并且長時間的高溫推進使得柵體濃度降低，該會大大減弱柵控靈敏度。此 夕F，熱擴散在娃中的推進速度十分緩慢，且各向擴散速度不同，易形成球形或楠圓等邊緣為 曲線的擴散結，邊界處耗盡層發(fā)生彎曲，導致電場線彎曲崎變，使表面電場集中或發(fā)散，從 而降低擊穿電壓。并且熱退火推進導致有源區(qū)橫向擴散嚴重，為防止柵源短路必須增大器 件柵間距，從而增大器件尺寸，降低晶圓利用率，增加制造成本。
[0005] 目前國外有幾款已實現(xiàn)商業(yè)化的長溝道SIT，如日本SONY公司生產的2SK79V FET，但其價格高昂并且在國內市場很難買到。此外，其性能上也有一些不足；柵源擊穿電壓 低炬Vgso= 10V),柵截止電流和漏截止電流大（Igso= 200nA，Idgo= 200nA)，電壓放大 因子低0 = 30)，跨導低（gm= 30mS)，封裝面積大巧.7mmX6. 0mm)等。 【實用新型內容】
[0006] 本實用新型提供一種可克服現(xiàn)有技術不足，可提高器件的柵源擊穿電壓和電流密 度，W及具有高跨導特性的小功率的常關型靜電感應晶體管（SIT)。
[0007] 本實用新型的一種表面柵型靜電感應晶體管，由；漏極、位于漏極之上的N+低阻單 晶的襯底、位于N+低阻單晶的襯底之上的r高阻外延層和位于r高阻外延層內的相互并聯(lián) 的多個SIT單元并聯(lián)而構成，其中每個SIT單元包括；位于柵區(qū)上的Si化層，各SiO2層間 的源區(qū)，和P+的柵區(qū)，至少有一個SIT單元的有源區(qū)上開設有引線孔并設置有與柵區(qū)電連 通的引線，本實用新型的有源區(qū)采用與現(xiàn)有技術完全相反的短溝道設計，溝道長度<5ym， 柵區(qū)滲雜濃度為5Xl〇i9cm-3~IX10 2°cm-3,源區(qū)滲雜濃度為為IXl〇2°cm-3~5X10 2°cm-3。
[000引本實用新型的表面柵型靜電感應晶體管，單元重復周期為8~9ym，柵條長 1. 5ym，源條長1. 5ym，柵源間距為2~3ym，外延層厚度為20~26ym。
[0009] 本實用新型的表面柵型靜電感應晶體管用離子注入形成有源區(qū)的滲雜。
[0010] 本實用新型具有W下技術效果：
[0011] 在有源區(qū)內采用短溝道設計，同時在相應的工藝支持下可使器件柵體雜質濃度高 且雜質分布更加均勻，降低了柵體自身的壓降，增加了柵控靈敏度，提高了器件跨導，同時 柵源面積減小，降低柵源寄生電容，增大SIT工作頻率。通過縮短了柵條間距，進一步減小 器件寄生電容，同時縮短單元周期，減小巧片面積，降低成本。本實用新型在零柵壓下溝道 自然耗盡完全夾斷，表現(xiàn)為常關型，非工作區(qū)較小，從而功率損耗得W降低。本實用新型的 短溝道設計與現(xiàn)有技術的常規(guī)的設計思路相比是徹底的革命性的改進。
【附圖說明】
[0012] 附圖給出了本實用新型的一個實施例的示意圖，其中：
[0013] 圖1為本實用新型所制成的管巧的剖面示意圖；
[0014] 圖2(a)至圖2化）為在本實用新型的實施例中所制備的器件在各處理階段的結構 剖面示意圖，其中，圖2(a)為一次氧化，圖2(b)為第一次光刻佑巧，圖2(c)為第二次光刻 佑)，圖2 (d)為棚離子注入及第一次退火，圖2 (e)為第=次光刻（S)，圖2 (f)為神離子注 入及第二次退火，圖2 (g)為LPCVD，圖2化）為第四次光刻（GS通孔），圖2 (i)為金屬化，圖 2 (j)為第五次光刻（反刻金），圖2化）為淀積復合介質純化層；
[0015] 圖3為本實用新型的實施例封裝后外部結構示意圖；
[OOW圖4(a)至圖4k)為本實用新型的部分特性測試示意圖，其中，圖4(a)為本實用 新型的小電流輸出特性，圖4(b)為本實用新型