[实用新型]一种横向静电感应晶体管

说明书

本实用新型公开了一种横向静电感应晶体管，涉及半导体技术领域，该静电感应晶体管的源极和漏极均位于N型硅层的表面，间隔设置的P型栅块与表面的连接P型栅块的P型外栅共同构成栅极，P型栅块之间形成沟道区，该器件区别于传统的纵向的SIT结构，其电流方向为水平方向流动，三个电极均位于芯片的正面，可以便利集成到常规集成电路当中，而且器件的耐压由栅极到漏极之间的距离以及N型硅层浓度决定，理论上耐压不受限，器件性能更优良；而且器件沟道上方最表面区域将呈现P型，不再参与导电，从而规避器件表面不良效应的影响，提升器件的可靠性。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其是一种横向静电感应晶体管。

背景技术

静电感应晶体管SIT(Static Induction Transistor)诞生于1970年，它是一种结型场效应管单极型压控器件。它具有输入阻抗高、输出功率大、开关特性好、热稳定性好以抗辐射能力强等特点。SIT在结构设计上采用多单元集成技术，因而可制成高压大功率器件。它不仅能工作在开关状态，作为大功率电流开关，而且也可以作为功率放大器，用于大功率中频发射机、长波电台、差转机、高频感应加热装置以及雷达等方面。目前，SIT的产品已达到电压1500V、电流300A、耗散功率3kW、截止频率30～50MHz。和双极型晶体管相比，SIT具有以下的优点：①线性好、噪声小。用SIT制成的功率放大器在音质、音色等方面均优于双极型晶体管。②输入阻抗高、输出阻抗低，可直接构成OTL电路。③SIT是一种无基区晶体管，没有基区少数载流子存储效应，开关速度快。④它是一种多子器件，在大电流下具有负温度系数，器件本身有温度自平衡作用，抗烧毁能力强。⑤无二次击穿效应，可靠性高。⑥低温性能好，在-19℃下工作正常。⑦抗辐照能力比双极晶体管高50倍以上。

传统的SIT器件是一个台面型器件，它的剖面结构如图1所示：芯片正面为器件的源极及栅极，器件的漏极位于芯片的背面。电流方面自漏极到源极，属于一种垂直型晶体管结构。其制作方法为：在N+衬底上生长N-外延层，在N-外延层上形成浓度较高的P+埋栅，然后在P+埋栅上面外延形成浓度极低的N-外延层，在N-外延层上方形成N+源极，然后通过台面刻蚀引出P+栅极，正反面金属及刻蚀引出金属电极。在制作过程中，在P+埋栅上方生长轻掺杂的N-外延层的时候，不可避免会出现P+当中的杂质向外延层中反扩的问题，很大可能导致外延层反型或者电阻率异常而电性失效。另外，在栅极刻蚀的过程中，会避免一些离子损伤通常采用湿法腐蚀的方法对栅槽进行刻蚀，但刻蚀的深度比较难把控，可能会出现刻蚀不够或者刻蚀过多的问题而导致器件失效，并且湿法腐蚀会出现横向钻蚀，会占用相当的芯片面积，降低器件的集成度。由此可见，如图1所示的传统结构制作难度较大，器件可能会存在失效的问题、可靠性较低。而且器件的耐压直接与P+埋栅下方N-外延层的厚度及浓度决定，通常N-外延层的厚度又会被总衬底厚度所限制，器件的耐压因此受限。

实用新型内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种横向静电感应晶体管，本实用新型的技术方案如下：

一种横向静电感应晶体管，该横向静电感应晶体管包括N型衬底，N型衬底上设有隔离二氧化硅层，隔离二氧化硅层上设有N型硅层；

N型硅层的表面的两侧分别设有沿着第一方向的N型杂质掺杂区形成漏区和源区，漏区和源区的底部均与隔离二氧化硅层连接；N型硅层在漏区和源区之间沿着第一方向间隔设有若干个P型栅块，各个P型栅块的底部均与隔离二氧化硅层连接；N型硅层的表面在P型栅块的位置设有沿着第一方向的P型外栅，各个P型栅块的顶部均与P型外栅连接从而串联，相邻的P型栅块之间形成N-沟道；

N型硅层上设有介质层，介质层在漏区、源区和P型外栅的表面分别设有接触孔，各个接触孔处设有金属层，漏区通过金属层引出漏极，源区通过金属层引出源极，P型外栅通过金属层引出栅极。

其进一步的技术方案为，N型硅层的厚度在1um-10um之间，隔离二氧化硅层的厚度在1-5um之间，N型衬底的电阻率在1-100ohm*cm2之间。