[发明专利]一种多晶自掺杂平滑顶栅JFET器件及其制造方法

说明书

本发明公开了一种多晶自掺杂平滑顶栅JFET器件及其制造方法；器件包括P型衬底100、P型埋层101、N型外延层102、P型隔离穿透区103、场氧层104、预氧层105、P型沟道区106、P型重掺杂源漏区107、多晶栅区108、N型栅扩散区109、TEOS金属前介质层110、源漏极第一层金属111和栅极第一层金属112。制造方法步骤为：1)注入第一导电类型埋层。2)生长第二导电类型外延层。3)注入第一导电类型隔离穿透区。4)生长场氧层。5)注入第一导电类型沟道区。6)注入第一导电类型重掺杂源漏区。7)形成多晶栅区。8)刻蚀出第二导电类型栅扩散区。9)淀积TEOS金属前介质层。形成源漏极第一层金属和栅极第一层金属。本发明器件的对输入阻抗的大小以及对阈值电压精确控制的能力都有很大的提升。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体是一种多晶自掺杂平滑顶栅JFET器件及其制造方法。

背景技术

由于国内的工艺、技术、研发都起步较晚，在先进的现代化智能等领域涉足很少，国内的以高频高压高精度为标志的现代双极模拟工艺还处于研发试生产阶段，市场上的高端产品基本被国外所垄断，在总体上和国外产品有一定差距。这不是短时间就能解决的，不过照国家现阶段大力发展半导体产业的情形、国内经济有了长足进步的前提下，战略上稳扎稳打，一步一步的追上并走在时代的前列。

其中现代化BiFET双极工艺制造的高精度JFET运算放大器具有噪音低、输入阻抗高、温漂和输入偏置电流小等特点，在整机电子系统中用于信号的放大处理，目前国内双极工艺平台提供使用多晶硅电阻(≤100ppm)，低偏置电流(≤50pA)，低失调电压(≤1mV)的JFET运算放大器均使用多晶硅电阻、PJFET的BiFET双极工艺，与国外有一定的差距。在国家提出“能打仗、打胜仗”的大背景下，无论是新一代武器装备迫切需要解决元器件的自主可控制造和安全生产保障问题，还是民用市场上的汽车电子、医疗电子和仪器仪表等行业，JFET运算放大器都具有广阔的市场空间。目前市场上的工业级产品主要由国外TI、ADI等国外大公司所垄断。目前该类芯片的全球市场份额达10亿美元以上，国内市场年采购额约5亿元，因此该系列高精度JFET运放产品有着广泛的市场需求。

针对高精度JFET运放的生产，在现代化BiFET双极工艺中最为重要的就是JFET器件的开发。双极工艺中基本元件包括有源器件和无源器件，无源器件主要包括电阻、电感和电容，有源器件有二极管、NPN管、纵向PNP管、衬底PNP管、悬浮PNP管、JFET管等。对于双极工艺中的单个有源元器件来说，设计者希望器件各方面的特性都是最优的，JFET管具有高输入阻抗、低偏置电流等一系列优点，但是随着双极工艺集成技术的不断发展，展现出来的弊端也越来越明显，在耐压、阈值、输入阻抗、一致性等方面受到的挑战越来越多，因此综合考虑各个因数就成为设计人员一个非常困难的问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种多晶自掺杂平滑顶栅JFET器件，包括第一导电类型衬底、第一导电类型埋层、第二导电类型外延层、第一导电类型隔离穿透区、场氧层、预氧层、第一导电类型沟道区、第一导电类型重掺杂源漏区、多晶栅区、第二导电类型栅扩散区、TEOS金属前介质层、源漏极第一层金属和栅极第一层金属。

所述第一导电类型衬底上表面的两端淀积有第一导电类型埋层。

所述第一导电类型衬底和第二导电类型外延层的材料包括体硅、碳化硅、砷化镓、磷化铟或锗硅。

所述第二导电类型外延层覆盖在第一导电类型衬底之上。

所述第二导电类型外延层的两端与第一导电类型埋层相接触。

所述第一导电类型隔离穿透区的下表面与第一导电类型埋层上表面相连。

所述第一导电类型隔离穿透区与第二导电类型外延层的两端相接触。