场效应管及场效应管的制作方法与流程

本发明涉及半导体，具体而言，涉及一种场效应管及场效应管的制作方法。

背景技术：

1、场效应管是利用控制输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件。现有技术中的场效应管，通常具有两种空穴导通路径，其一为通过浅沟槽下方的体区连接到体接触区；其二为通过源区下方的体区连接到体接触区。在场效应管的漏端电压足够高时，沟道电子获得足够能量，碰撞电离产生大量电子-空穴对，电子会迅速达到漏极，空穴则是流向电位较低的中性体区，由于源-体较高的势垒，以及box的隔离作用，空穴会在体区堆积，造成浮体效应(floating body effect)。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种场效应管及场效应管的制作方法，以解决现有技术中由于浮体效应造成器件可靠性低的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种场效应管，该场效应管包括：半导体基底，包括相邻设置的第一类型阱和第二类型阱，且半导体基底具有第一表面，第一类型阱和第二类型阱分别自第一表面延伸至半导体基底中，第一类型阱和第二类型阱的掺杂类型不同；栅极结构，位于第一表面上；多个源极区，间隔设置于第一类型阱中靠近栅极结构一侧；掺杂区，第一类型阱中的任意相邻源极区之间设置有掺杂区中的至少部分，第一类型阱和掺杂区的掺杂类型相同；漏极区，设置于第二类型阱中远离栅极结构的一侧。

3、进一步地，每个掺杂区包括第一部分和第二部分，第一部分设置于第一类型阱中的相邻源极区之间，第二部分设置与第一类型阱中多个源极区远离栅极结构的一侧。

4、进一步地，垂直第一表面的方向为第一方向，第一类型阱在第一方向上具有第一深度，每个掺杂区在第一方向上具有第二深度，第一深度大于第二深度。

5、进一步地，每个掺杂区的掺杂浓度为第一浓度，第一类型阱的掺杂浓度为第二浓度，第一浓度大于第二浓度。

6、进一步地，垂直第一表面的方向为第一方向，第一类型阱指向第二类型阱的方向为第二方向，垂直第一方向和第二方向的方向为第三方向，多个源极区沿第三方向间隔设置，相邻源极区之间的间距相等。

7、进一步地，垂直第一表面的方向为第一方向，第一类型阱指向第二类型阱的方向为第二方向，垂直第一方向和第二方向的方向为第三方向，多个掺杂区在第三方向上具有第一总长度，栅极结构在第三方向上具有第二总长度，第一总长度占第二总长度的比例为5％～40％。

8、进一步地，栅极结构具有靠近第一表面的第一侧和远离第一表面的第二侧，第一侧在第一表面上的投影具有第一投影面积，第二侧在第一表面上的投影具有第二投影面积，第一投影面积小于第二投影面积。

9、根据本发明的另一方面，提供了一种场效应管的制作方法，包括：提供半导体基底，具有第一表面，在第一表面上形成栅极结构；在半导体基底中形成间隔设置的第一类型阱和第二类型阱，第一类型阱和第二类型阱分别自第一表面延伸至半导体基底中，第一类型阱和第一类型阱的掺杂类型不同；在第一类型阱中靠近栅极结构一侧形成多个源极区；在第一类型阱中的相邻源极区之间形成掺杂区的至少部分，第一类型阱和掺杂区的掺杂类型相同；在第二类型阱中远离栅极结构的一侧形成漏极区。

10、进一步地，形成第一类型阱和第二类型阱的步骤之后，形成掺杂区的步骤包括：提供第一掩膜板，第一掩膜板至少覆盖第一类型阱远离栅极结构的一侧，第一掩膜板具有与第一类型阱对应的第一离子注入窗口；通过第一离子注入窗口对第一类型阱进行离子注入，以在第一类型阱中靠近栅极结构的一侧形成预备源极区；去除第一掩膜板，并提供第二掩膜板，第二掩膜板至少包括多个间隔设置的第一掩膜区域，相邻第一掩膜区域之间具有与预备源极区对应的第二离子注入窗口；通过第二离子注入窗口对预备源极区进行离子注入，以在第一类型阱中靠近栅极结构的一侧形成多个源极区，且相邻源极区之间形成掺杂区的至少部分；去除第二掩膜板。

11、进一步地，形成第一类型阱和第二类型阱的步骤之后，形成掺杂区的步骤包括：提供第三掩膜板，第三掩膜板包括多个间隔设置的第二掩膜区域，相邻第二掩膜区域之间具有与第一类型阱对应的第三离子注入窗口；通过第三离子注入窗口对第一类型阱进行离子注入，以在第一类型阱中形成多个源极区；去除第三掩膜板，并提供第四掩膜板，第四掩膜板至少覆盖多个源极区，并使得相邻源极区之间具有与第一类型阱对应的第四离子注入窗口；通过第四离子注入窗口对第一类型阱进行离子注入，以在第一类型阱中的相邻源极区之间形成掺杂区的至少部分。

12、应用本发明的技术方案，提供一种场效应管，其中，源极区和掺杂区均设置于第一类型掺杂阱中，进而由于本申请中的场效应管的源极区为间隔设置的多个，且相邻源极区之间的第一类型阱中设置有掺杂区的至少部分，从而掺杂区与第一类型阱相接，其中，掺杂区和第一类型掺杂阱的掺杂类型相同，因此，场效应管中碰撞电离产生的大量电子-空穴对中的空穴在通过上述第一类型阱导出场效应管的路径中，至少部分空穴能够直接从第一类型阱中进入相邻源极区之间的掺杂区，从而通过该掺杂区导出该场效应管。即相比于现有技术中的场效应管，由于现有技术的场效应管中电离产生的空穴在不被及时导出的情况下，会存在空穴堆积在第一类型阱中的现象，引起浮体效应，并导致第一类型阱中电位被抬高，造成场效应管的阈值电压随时间波动明显，进而影响器件的开关特性，而本申请提供的上述场效应管，至少增加了空穴的导通路径和/或缩短了空穴的导通路径，能够使得场效应管中的空穴被及时导出，从而缓解了空穴在第一类型阱中堆积的现象，抑制了浮体效应，进一步改善了热效应问题，提高了器件的可靠性。

技术特征：

1.一种场效应管，其特征在于，所述场效应管包括：

2.根据权利要求1所述的场效应管，其特征在于，每个所述掺杂区包括第一部分和第二部分，所述第一部分设置于所述第一类型阱中的相邻所述源极区之间，所述第二部分设置与所述第一类型阱中所述多个源极区远离所述栅极结构的一侧。

3.根据权利要求1或2所述的场效应管，其特征在于，垂直所述第一表面的方向为第一方向，所述第一类型阱在所述第一方向上具有第一深度，每个所述掺杂区在所述第一方向上具有第二深度，所述第一深度大于所述第二深度。

4.根据权利要求1或2所述的场效应管，其特征在于，每个所述掺杂区的掺杂浓度为第一浓度，所述第一类型阱的掺杂浓度为第二浓度，所述第一浓度大于所述第二浓度。

5.根据权利要求1或2所述的场效应管，其特征在于，垂直所述第一表面的方向为第一方向，所述第一类型阱指向所述第二类型阱的方向为第二方向，垂直所述第一方向和所述第二方向的方向为第三方向，多个所述源极区沿所述第三方向间隔设置，相邻所述源极区之间的间距相等。

6.根据权利要求1或2所述的场效应管，其特征在于，垂直所述第一表面的方向为第一方向，所述第一类型阱指向所述第二类型阱的方向为第二方向，垂直所述第一方向和所述第二方向的方向为第三方向，多个所述掺杂区在所述第三方向上具有第一总长度，所述栅极结构在所述第三方向上具有第二总长度，所述第一总长度占所述第二总长度的比例为5％～40％。

7.根据权利要求1或2所述的场效应管，其特征在于，所述栅极结构具有靠近所述第一表面的第一侧和远离所述第一表面的第二侧，所述第一侧在所述第一表面上的投影具有第一投影面积，所述第二侧在所述第一表面上的投影具有第二投影面积，所述第一投影面积小于所述第二投影面积。

8.一种场效应管的制作方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，形成所述第一类型阱和所述第二类型阱的步骤之后，形成所述掺杂区的步骤包括：

10.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，形成所述第一类型阱和所述第二类型阱的步骤之后，形成所述掺杂区的步骤包括：

技术总结
本发明提供了一种场效应管及场效应管的制作方法。该场效应管包括：半导体基底，包括间隔设置的第一类型阱和第二类型阱，且半导体基底具有第一表面，第一类型阱和第二类型阱分别自第一表面延伸至半导体基底中，第一类型阱和第二类型阱的掺杂类型不同；栅极结构，位于第一表面上；多个源极区，间隔设置于第一类型阱中靠近栅极结构一侧；掺杂区，第一类型阱中的任意相邻源极区之间设置有掺杂区中的至少部分，第一类型阱和掺杂区的掺杂类型相同；漏极区，设置于第二类型阱中远离栅极结构的一侧。通过本申请，能够使得场效应管中的空穴被及时导出，从而缓解了空穴在第一类型阱中堆积的现象，抑制了浮体效应，改善了热效应问题，提高了器件的可靠性。

技术研发人员：蒋天浩
受保护的技术使用者：苏州华太电子技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16