[发明专利]接面场效应晶体管元件

说明书

技术领域

本发明是有关于一种半导体装置，且特别是有关于一种具有预定的夹止电压的半导体接面场效应晶体管元件。

背景技术

在半导体接面场效应晶体管元件(semiconductorjunction-field-effect-transistor，JFET)中，通过控制施加于其栅极端及漏极端的电压可感应生成空乏区(depletion region)及电流。以N通道接面场效应晶体管为例，当运作时，负电压V_GS及正电压V_DS可分别施加于栅极端及漏极端。当负电压V_GS变小并达到临界值(称为夹止电压(pinch-off voltage，V_P))时，空乏区可于通道区中彼此重叠，使得接面场效应晶体管元件处于关闭状态(turn-off state)。夹止电压V_P可由井区的深度而决定。然而，在制造过程中不容易精确地决定井区的深度及夹止电压，以下将进一步讨论。

图1A绘示一种现有的接面场效应晶体管元件1-1的剖面示意图。请参照第1A图，当栅极端G₁、G₂及漏极端D的偏压分别为负电压V_GS及正电压V_DS时，空乏区可于每一个P型井区及N型基板间的接面形成。空乏区位于感应的漏极至源极电流(drain-to-source current)I_DS可能流经的部分的通道区。当负电压V_GS变小且达到夹止程度时，空乏区可夹止通道区。如此一来，漏极至源极电流I_DS可能大幅地降低或被关闭，进而关闭接面场效应晶体管元件1-1。

图1B绘示一种现有的垂直型接面场效应晶体管元件1-2的剖面示意图，其漏极区及漏极端是形成于基板之下。请参照图1B，在此种接面场效应晶体管元件1-2中，漏极区必须精准地对齐于形成于基板上的源极区，且可能需通过复杂的工艺方可完成。为了应付此问题，乃研发出侧向式(lateral-type)接面场效应晶体管元件1-3。

图1C绘示一种现有的侧向式接面场效应晶体管元件1-3。请参照图1C，源极端S、第一栅极端G₁、第二栅极端G₂及漏极端D₁、D₂形成于基板上。两个P型井区位于第一栅极端G₁及第二栅极端G₂之下，且空乏区可感应生成于每一个P型井区与N型井区的接面。当此些端点被适当地施加偏压时可诱发第一电流I₁及第二电流I₂。第一电流I₁及第二电流I₂分别于N型井中由漏极端D₁、D₂分别流向源极端S。接面场效应晶体管元件1-3的夹止电压可根据N型井区的深度H₀而变化。此外，N型井区的深度可能受到工艺的影响，使得制造具有所需夹止电压的接面场效应晶体管元件变得困难。

因此，具有预定的夹止电压V_P的接面场效应晶体管元件及其制造方法具有需求性。

发明内容

本发明有关于一种具有精确且特定的夹止电压的半导体接面场效应晶体管元件。

本发明的范例可提供接面场效应晶体管元件。此装置包括第一型掺杂物的基板、位于基板中的第二型掺杂物的第一井区、位于第一井区中彼此分离的第一型掺杂物的一第二井区和一第三井区、位于第二井区和第三井区间的第一型掺杂物的第四井区、位于第四井区及第二井区之间的第二型掺杂物的第一扩散区、以及位于第三井区及第四井区之间的第二型掺杂物的第二扩散区。

本发明的范例可提供接面场效应晶体管元件。此装置包括基板、一图案化导电层、一第一井区、一第二井区以及一第三井区。图案化导电层包括位于基板上的源极端，第一井区位于基板中，第二井区以及第三井区位于基板中且彼此分离，第四井区位于源极端下并位于基板中的第二井区和第三井区之间。

本发明的范例可提供接面场效应晶体管元件。此装置包括第一型掺杂物的基板、位于基板中的第二型掺杂物的第一井区、位于第一井区中彼此分离的第一掺杂物的一第二井区和一第三井区、包括基板上的源极端的一图案化导电层、以及位于源极端下并位于第二井区和第三井区间的第一型掺杂物的多个第三井区。

附图说明

图1A至图1C绘示现有的接面场效应晶体管元件的剖面示意图；