[发明专利]横向结型场效应晶体管

说明书

技术领域

本发明涉及一种横向结型场效应晶体管，并且更具体地涉及一种横向结型场效应晶体管的结构，其中能减小在截止操作时的泄漏电流。

背景技术

结型场效应晶体管(下文称为JFET)具有在沟道区域的任一侧上设置的pn结，载流子流过所述沟道区域，并且从栅极电极施加反向偏置电压，以将耗尽层从pn结扩展到沟道区域中，从而控制沟道区域的传导以执行诸如切换的操作。横向JFET是JFET的一种类型，它指的是其中载流子在与器件的表面平行的沟道区域中移动的晶体管。

沟道中的载流子可以是电子(n型)或空穴(p型)。通常，将SiC用于半导体衬底的大多数JFET包括作为n型杂质区域的沟道区域。因此，为了下面描述方便，假定沟道中的载流子是电子，并因而沟道区域是n型杂质区域；然而，应当理解的是，在某些情况中，沟道区域是p型杂质区域。

例如，在日本专利特开No.2003-68762中公开了这样的横向JFET的示例。

图14是示出在日本专利特开公布No.2003-68762中所公开的传统横向JFET的结构的示意性横截面图。参照图14，在SiC单晶衬底101上设置p^-外延层103。在该p^-外延层103上，设置n型外延层104，所述n型外延层104具有比p^-外延层103的杂质浓度高的杂质浓度。在该n型外延层104上，设置p型外延层109。

在该p型外延层109上，以n⁺源极区域106与n⁺漏极区域107之间的预定间距来设置它们，所述n⁺源极区域106和n⁺漏极区域107具有比n型外延层104的杂质浓度高的杂质浓度。此外，在n⁺源极区域106与n⁺漏极区域107之间，设置p⁺栅极区域105，所述p⁺栅极区域105具有比n型外延层104的杂质浓度高的杂质浓度。

在p⁺栅极区域105、n⁺源极区域106和n⁺漏极区域107的各个表面上分别设置栅极电极112a、源极电极112b和漏极电极112c。在n⁺源极区域106的横向侧处，形成到达p^-外延层103的p⁺半导体层108，并且源极电极112b电连接至p⁺半导体层108。

在该横向JFET中，p⁺栅极区域105具有比n型外延层104的杂质浓度高的杂质浓度。因而，在横向JFET中，通过将反向偏置电压施加到在p⁺栅极区域105与n型外延层104之间的pn结，使耗尽层朝向沟道扩展。在耗尽层关断沟道的状态下，电流不能流过沟道而导致截止状态。因此，可以调节反向偏置电压的大小来控制是否允许耗尽层阻断沟道区域。结果，例如可以调节栅极和源极之间的反向偏置电压来控制电流的导通和截止状态。

专利文献1：日本专利特开No.2003-68762

发明内容

发明要解决的问题

然而，上述横向JFET具有下述问题，即，产生了在沟道下p^-外延层103中流动的泄漏电流。

鉴于上述问题而做出了本发明，并且本发明的目的是提供一种横向结型场效应晶体管，该晶体管能够防止在截止操作时的泄漏电流的产生。

解决问题的方法

本发明的横向结型场效应晶体管包括第一导电类型的耐压保持区域、第二导电类型的沟道区域、第一导电类型的栅极区域、栅极电极、源极电极、漏极电极以及控制电极。沟道区域形成在耐压保持区域上。栅极区域形成在沟道区域上。栅极电极电连接至栅极区域。源极电极和漏极电极用夹在它们之间的栅极电极而彼此分隔开，并且源极电极和漏极电极电连接至沟道区域。控制电极用于对耐压保持区域施加使耐压保持区域和沟道区域在截止操作时处于反向偏置状态的电压。

在本发明的横向结型场效应晶体管中，控制电极用于施加使耐压保持区域和沟道区域在截止操作时处于反向偏置状态的电压。因此，在截止操作时，耐压保持区域的电势变得比沟道区域的电势高，使得沟道区域与耐压保持区域之间的势垒变高。因而，沟道区域中的载流子难以攀越过势垒并到达耐压保持区域，并因而能防止在沟道区域与耐压保持区域之间的泄漏电流的产生。这样，可以提高耐压。

优选地，关于上述横向结型场效应晶体管，将与施加到栅极电极的电势相同的电势施加到控制电极。