[发明专利]面结型场效应晶体管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种面结型场效应晶体管(JFET)。本发明还涉及一种面结型场效应晶体管的制造方法。

背景技术

目前常用的JFET按夹断方式分有横向夹断和纵向夹断两种。

如图1所示，是现有第一种面结型场效应晶体管的结构示意图；现有第一种JFET为横向夹断JFET，以N型结构为例，现有第一种JFET包括：

N型阱402，形成于P型硅衬底401上，用该N型阱402作为沟道区。

形成于N型阱402两侧的两个P型阱403，两个P型阱403用于从N型阱402的两侧对N型阱402进行横向耗尽，横向耗尽后沟道区夹断。

在两个P型阱403上方都形成有P+区404，两个P+区通过金属连线连接在一起引出栅极410。在硅衬底401上形成有场氧405，场氧405能为局部场氧或浅沟槽场氧，用于隔离出有源区。

沟道区的长度L2就为N型阱402的宽度。

在夹断工作中，由于是利用N型阱402和P型阱403间的耗尽来实现沟道区的夹断，所以在需要的夹断电压下即夹断电压确定时N型阱402的宽度和浓度分布是不能变的，因为N型阱402的宽度和浓度分布改变后，夹断电压也会改变。因此现有第一种采用横向夹断方式的JFET无法在保持夹断电压不变的情况下提供沟道区宽度可变的器件，这样也就无法得到夹断电压相同而沟道电流可调的JFET器件；同时在N型阱402的宽度不变时，JFET的夹断电压是由N型阱402和P型阱403浓度决定，无法改变，所以现有第一种JFET只能实现单一的夹断电压和沟道电流，即夹断电压和沟道电流都无法调节。

如图2所示，是现有第二种面结型场效应晶体管的结构示意图；现有第二种JFET为纵向夹断JFET，以N型结构为例，现有第二种JFET包括：

N型阱502，形成于P型硅衬底501上，用该N型阱502作为沟道区。

形成于N型阱502顶部的P型阱503，P型阱503的结深小于N型阱502的结深，P型阱503从顶部将N型阱502全部覆盖并延伸到N型阱502周侧的硅衬底501中。P型阱503用于对N型阱502进行纵向耗尽并能实现沟道区的夹断。

在P型阱503上方都形成有P+区504a，P型阱503和N型阱502外的硅衬底501表面形成有P+区504b，P+区504b用于将硅衬底501引出。P+区504a和P+区504b通过金属连线连接在一起引出栅极510。在硅衬底501上形成有场氧505，场氧505能为局部场氧或浅沟槽场氧，用于隔离出有源区。

由图2可以看出，沟道区的长度L3为N型阱502和P型阱503的深度差，而不受N型阱502的宽度W3限制。这样在需要的夹断电压下即即夹断电压确定时，沟道区的长度L3不变，但是N型阱502的宽度W3即沟道区的宽度W3可以变化，当宽度W3变化时，就能得到不同电流大小的JFET器件。而且在某些工艺条件中，N型阱502会被推进得很深，当N型阱502和P型阱503的深度差达到一定后，JFET将无法夹断，因此现有第二种纵向型JFET的应用也受到一定限制。而且这种纵向型JFET的夹断电压也是由N型阱502和P型阱503浓度决定，工艺确定的情况下，夹断电压无法改变。所以现有第二种JFET只能对沟道电流进行调节，还是不能对沟道区的夹断电压进行调节。

为了得到沟道电流能力可调，并且夹断电压可调的JFET器件，如图3所示的现有第三种面结型场效应晶体管；现有第三种JFET包括：

N型阱302，形成于P型硅衬底301上，用该N型阱302作为沟道区。

形成于N型阱302顶部的P型阱303，P型阱303的结深小于N型阱302的结深，P型阱303从顶部将N型阱302全部覆盖并延伸到N型阱302周侧的硅衬底301中。P型阱303用于对N型阱302进行纵向耗尽并能实现沟道区的夹断。

在P型阱303上方都形成有P+区304a，P型阱303和N型阱302外的硅衬底301表面形成有P+区304b，P+区304b用于将硅衬底301引出。P+区304a和P+区304b通过金属连线连接在一起引出栅极310。在硅衬底301上形成有场氧305，场氧305能为局部场氧或浅沟槽场氧，用于隔离出有源区。