[发明专利]JFET晶体管及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件以及半导体工艺技术领域，尤其涉及一种JFET晶体管及其形成方法。

背景技术

在BCD工艺中，集成的结型场效应(JFET)晶体管是非常重要的一类器件，使用JFET晶体管可以非常容易地搭建启动(start-up)模块以及恒流源模块。对于JFET晶体管，其夹断电压(pitch off voltage)是最关键的参数之一。

现有技术中，在生长外延层的BCD工艺中，外延层主要作为高压器件的低掺杂漂移区来实现高的阻断耐压，但是对于高压JFET晶体管，其夹断电压主要是由外延层的厚度和浓度两方面决定的，由于常规BCD工艺中外延层的厚度和浓度的漂移范围比较大，因而难以精确控制JFET晶体管的夹断电压。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种JFET晶体管及其形成方法，以改善JFET晶体管的夹断电压的漂移范围。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种JFET晶体管，包括：

半导体衬底；

第一掺杂类型的外延层，覆盖所述半导体衬底的表面；

第二掺杂类型的栅极注入区，位于所述外延层中，所述第二掺杂类型与第一掺杂类型相反；

第一掺杂类型的源极引出区和漏极引出区，分别位于所述栅极注入区两侧的外延层中；

第一掺杂类型的阱区，位于所述外延层中，所述栅极注入区位于所述阱区内。

可选地，所述阱区的掺杂浓度比所述外延层的掺杂浓度高至少1个数量级。

可选地，所述外延层的掺杂浓度为1E14/cm³至1E15/cm³。

可选地，所述JFET晶体管还包括：

第二掺杂类型的顶层掺杂区，位于所述阱区与所述源极引出区和/或漏极引出区之间的外延层中。

可选地，所述JFET晶体管还包括：

第二掺杂类型的栅极引出区，位于所述栅极注入区内。

本发明还提供了一种JFET晶体管的形成方法，包括：

提供半导体衬底；

在所述半导体衬底的表面上形成第一掺杂类型的外延层；

对所述外延层进行离子注入，以在其中形成第一掺杂类型的阱区；

对所述阱区进行离子注入，以在其中形成第二掺杂类型的栅极注入区，所述第二掺杂类型与第一掺杂类型相反；

对所述阱区两侧的外延层进行离子注入，以分别形成第一掺杂类型的源极引出区和漏极引出区。

可选地，所述阱区的掺杂浓度比所述外延层的掺杂浓度高至少1个数量级。

可选地，所述外延层的掺杂浓度为1E14/cm³至1E15/cm³。

可选地，所述JFET晶体管的形成方法还包括：

对所述外延层进行离子注入，以在所述阱区与所述源极引出区和/或漏极引出区之间的外延层中形成第二掺杂类型的顶层掺杂区。

可选地，所述JFET晶体管的形成方法还包括：

对所述栅极注入区进行离子注入，以在其中形成第二掺杂类型的栅极引出区。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明实施例的JFET晶体管结构及其形成方法中，首先在外延层中形成阱区，之后在该阱区中形成栅极注入区，其中，阱区是通过单独的离子注入工艺来形成的，其工艺漂移范围大大低于外延层厚度及浓度的总漂移范围，因而可以有效地减小JFET晶体管的夹断电压的漂移范围，提高夹断电压的精度。

进一步地，本发明实施例中，阱区的掺杂浓度比外延层的掺杂浓度高至少1个数量级，有利于进一步减小夹断电压的漂移范围。

附图说明

图1是本发明实施例的JFET晶体管的形成方法的流程示意图；

图2至图6是本发明实施例的JFET晶体管的形成方法中各步骤的剖面结构示意图。

具体实施方式

现有技术的JFET晶体管中，栅极注入区直接形成在外延层中，由于外延层的浓度、厚度的工艺漂移范围较大，因而难以精确控制JFET晶体管的夹断电压。

本发明实施例的JFET晶体管结构及其形成方法中，首先在外延层中形成阱区，之后在该阱区中形成栅极注入区，由于阱区的形成过程是通过独立的离子注入工艺来实现的，其工艺漂移范围大大低于外延层厚度及浓度的总漂移范围，因而有利于减小JFET晶体管的夹断电压的漂移范围，提高夹断电压的精度。