[发明专利]半导体装置

说明书

半导体装置包含半导体衬底，具有第一导电类型，深阱设置于半导体衬底上，且具有与第一导电类型相反的第二导电类型，第一阱和第二阱设置于深阱内且具有第一导电类型，其中第一阱和第二阱由深阱的一部分隔开，且第一阱电连接于第二阱，以及第一掺杂区和第二掺杂区设置于深阱内且具有第二导电类型，其中第一阱和第二阱位于第一掺杂区与第二掺杂区之间。

技术领域

本发明是关于半导体装置，特别是关于结场效应晶体管(junction field effecttransistor，JFET)的半导体装置。

背景技术

在半导体产业中，场效应晶体管(field effect transistors，FETs)有两个主要类型，即绝缘栅场效应晶体管(insulated gate field effect transistor，IGFET)，通常称为金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effecttransistor，MOSFET)，和结场效应晶体管(JFET)。金属氧化物半导体场效应晶体管和结场效应晶体管的结构配置基本上并不相同。举例来说，金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极包含绝缘层，亦即栅极氧化层，在栅极和晶体管的其他电极之间。因此，通过穿过通道的电场控制在金属氧化物半导体场效应晶体管内的通道电流，以视需求使通道区增强和空乏(deplete)。结场效应晶体管的栅极与晶体管的其他电极形成P-N结(P-N junction)，通过施加预定的栅极电压可以将结场效应晶体管反向偏置。因此，通过改变通道内的空乏区的尺寸，可利用结场效应晶体管的栅极P-N结来控制通道电流。

一般来说，结场效应晶体管可作为电压控制电阻器或电子控制开关。P型结场效应晶体管包含掺杂的半导体材料的通道具有大量正电载子或空穴，而N型结场效应晶体管包含掺杂的半导体材料的通道则具有大量负电载子或电子。在结场效应晶体管的各端，由欧姆接触形成源极和漏极，且电流流经在源极和漏极之间的通道。此外，通过对栅极施加反向偏压可阻碍或断开电流，也称为“夹止”(pinch-off)。

虽然现存半导体装置的结场效应晶体管及其制造方法已逐步满足它们既定的用途，但它们仍未在各方面皆彻底的符合要求。因此，关于半导体装置的结场效应晶体管和制造技术仍有一些问题需要克服。

发明内容

本发明提供了半导体装置的实施例，特别是结场效应晶体管的实施例。通常通过在工艺中调整结场效应晶体管的阱的掺杂浓度，使得结场效应晶体管产生特定的夹止电压，以符合不同产品应用的需求。然而，阱的掺杂浓度不容易精准控制，使得产出的结场效应晶体管的夹止电压容易与预期夹止电压目标值之间产生不容忽视的误差。

为了更精准的调控产出的结场效应晶体管的夹止电压，本发明的一些实施例在结场效应晶体管中电连接至源极和漏极的掺杂区(又称源极区和漏极区)之间设置多个阱，这些阱的导电类型与源极区和漏极区的导电类型相反，且这些阱两两之间相隔一段距离，此距离与结场效应晶体管的夹止电压具有正向的线性关系，亦即当此距离越大，产出的结场效应晶体管的夹止电压越高。整体而言，结场效应晶体管的夹止电压由最短的距离所支配(即夹止电压与最短的距离直接相关)。此外，通过在源极区和漏极区之间设置不同间距的多个阱，可更精准地控制结场效应晶体管，并降低装置的漏电流。同时可以增长从漏极区到源极区的传导路径，进而提高操作电压。

根据一些实施例，提供半导体装置。半导体装置包含半导体衬底，具有第一导电类型，以及深阱设置于半导体衬底上，且具有与第一导电类型相反的第二导电类型。半导体装置也包含第一阱和第二阱设置于深阱内且具有第一导电类型，其中第一阱和第二阱由深阱的一部分隔开，且第一阱电连接于第二阱。半导体装置更包含第一掺杂区和第二掺杂区设置于深阱内且具有第二导电类型，其中第一阱和第二阱位于第一掺杂区与第二掺杂区之间。