一種電流增強型靜電感應晶體管制造技術

本實用新型專利技術涉及一種電流增強型靜電感應晶體管(SIT)。本實用新型專利技術的晶體管包括漏極、位于漏極之上的低阻單晶襯底、位于低阻單晶襯底之上的高阻外延層和位于高阻外延層內相互并聯的多個SIT單元，其特征是位于高阻外延層內、溝道下方有一層低阻隱埋層。本實用新型專利技術的器件通過引入隱埋層，有效提高了漏?源偏壓對溝道勢壘的控制效率，從而提高了器件的輸出電流和其他輸出特性，是一種能同時適用于N溝道SIT和P溝道SIT增強電流的有效方法。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種電流增強型靜電感應晶體管，特別是一種基于溝道隱埋層的電流增強型靜電感應晶體管。
技術介紹
靜電感應晶體管(SIT)是一種能夠在較高頻率和大功率條件下工作的靜電感應器件，在電子開關等領域有著廣泛的應用前景。為了滿足大功率的要求，通常將載流子漂移區設計的非常厚以承受高電壓。由于載流子漂移區為高阻態，較長的漂移區則意味著較大的通態電阻，以至于將SIT應用于小功率場合時，器件將出現功耗大、線性差和工作頻率低的問題。對于N溝道SIT，有人研究出了短漂移區SIT來解決問題。但這種方法只適用于N溝道SIT，對于P溝道SIT，由于是空穴導電，相比于N溝道SIT的電子導電機制來說，空穴的遷移率很小(近似為電子遷移率的三分之一)，導致P溝道SIT的輸出電流仍然很低，而且輸出阻抗較大。現有技術中還沒有能同時適用于N溝道SIT和P溝道SIT的方法。
技術實現思路
本技術的目的在于克服現有技術的不足，制備出一種既能提高P溝道SIT輸出特性，又能應用于提高N溝道SIT輸出特性的電流增強型靜電感應晶體管。本技術的一種電流增強型靜電感應晶體管，包括漏極、位于漏極之上的低阻單晶襯底、位于低阻單晶襯底之上的高阻外延層和位于高阻外延層內相互并聯的多個SIT單元構成，其特征是位于高阻外延層內、溝道下方有一層低阻隱埋層。本技術的電流增強型靜電感應晶體管中引入的隱埋層既適用于N溝道SIT，也適用于P溝道SIT。本技術在溝道下方制作一層隱埋層，類似于將漏壓對溝道勢壘的調控從漏極提高到了隱埋層的位置，使得漏壓對本征柵電勢的調控越過了部分漂移區，更直接、更有效地作用于勢壘鞍點，提高了器件的漏控效率，進而增大了器件的漏電流，而器件漂移區的厚度并不因此而發生改變。此外，在保證器件輸出電流增大、導通電阻降低的同時，器件表現出了優良的擊穿特性。而且，對P溝道SIT來說，引入隱埋層可以補償由空穴作為載流子導致的遷移率比較低，進而電流密度較低的負面影響。進一步，本技術的電流增強型靜電感應晶體管，引入的隱埋層位于溝道下方0.1～19um，厚度為0.1～2.5um，隱埋層摻雜濃度為5×1013～1×1016cm-3。本技術具有以下技術效果：在SIT的適當位置埋入特定摻雜濃度和特定厚度的隱埋層，能有效提高漏-源偏壓對溝道勢壘的控制效率，提高器件的輸出電流和其他輸出特性，特別為解決P型溝道中空穴遷移率低導致電流過小的問題開辟了一種新途徑。在其他參數相同的情況下，隱埋層的引入可使P溝道SIT的輸出電流與N溝道SIT的相當，且可使二者的輸出特性對稱，能夠使二者配對使用。附圖說明圖1為電流增強型靜電感應晶體管的剖面結構示意圖。圖中：1為漏極，2為低阻單晶襯底，3為高阻外延層，4為隱埋層，5為柵區，6為SiO2層，7為源區。圖2為有隱埋層和無隱埋層時N溝道SIT的I-V特性圖。圖3為有隱埋層和無隱埋層時P溝道SIT的I-V特性圖。具體實施方式附圖為本技術的實施例，以下結合附圖說明。參見附圖1，本技術的一種電流增強型靜電感應晶體管由漏極1、位于漏極之上的低阻單晶襯底2、位于低阻單晶襯底之上的高阻外延層3和位于高阻外延層內相互并聯的多個SIT單元構成，其特征是位于高阻外延層內、溝道下方有一層低阻隱埋層4。本技術第一個實施例中，N溝道SIT采用N-型硅切片作為低阻單晶襯底材料，厚度為30～40um，摻雜濃度為1×1018～1×1019cm-3，摻雜雜質元素為硼；在該襯底片上生長一層厚度為20～26um，摻雜濃度為5×1012～1×1013cm-3的微摻雜高阻外延層，摻雜雜質元素為硼；在高阻外延層上制作SIT的有源區，即位于器件上層的源區7和柵區5，有源區溝道長度2～3um，柵區摻雜濃度為1×1018～1×1019cm-3，源區摻雜濃度也為1×1018～1×1019cm-3；在微摻雜外延層表面生長一層SiO2層6作為Si表面選擇性摻雜的有效掩蔽層。本技術的一種電流增強型靜電感應晶體管中引入的隱埋層位于溝道下方0.1～19um，厚度為0.1～2.5um，隱埋層摻雜濃度為5×1013～1×1016cm-3，隱埋層摻雜雜質元素為硼。在本技術的第一個實施例中，對N溝道SIT加隱埋層前后的輸出特性進行了模擬，模擬結果如附圖2所示，結果顯示引入隱埋層對N溝道SIT輸出電流的增大和導通電阻的降低具有顯著的改善作用。因為在溝道下方引入一層隱埋層，類似于將漏壓對溝道勢壘的調控從漏極提高到了隱埋層的位置，使得漏壓對本征柵電勢的調控越過了部分漂移區，更直接、更有效地作用于勢壘鞍點，提高了器件的漏控效率，進而增大了器件的漏電流，而器件漂移區的厚度并不因此而發生改變。此外，在保證器件輸出電流增大、導通電阻降低的同時，器件表現出了優良的擊穿特性。本技術的第二個實施例與前一個實施例基本是相同的，該實施例是爭對P溝道SIT。同樣對P溝道SIT加隱埋層前后的輸出特性進行模擬，結果如附圖3所示，引入隱埋層對N溝道SIT輸出電流的增大和導通電阻的降低具有顯著的改善作用，規律與N溝道SIT類似。在P溝道SIT中引入隱埋層后，引入的隱埋層可以補償由空穴作為載流子導致的遷移率比較低，進而電流密度較低的負面影響。本技術的器件一種全新結構的SIT，其制作工藝簡單，而且無論是N溝道SIT還是P溝道SIT都能有效提高漏-源偏壓對溝道勢壘的控制效率，從而提高器件的輸出電流和其他輸出特性，在保證器件輸出電流增大、導通電阻降低的同時，器件表現出優良的擊穿特性。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電流增強型靜電感應晶體管，由漏極、位于漏極之上的低阻單晶襯底、位于低阻單晶襯底之上的高阻外延層和位于高阻外延層內相互并聯的多個SIT單元構成，其特征在于在高阻外延層內、溝道下方有一層低阻隱埋層。

【技術特征摘要】
1.一種電流增強型靜電感應晶體管，由漏極、位于漏極之上的低阻單晶襯底、位于低阻單晶襯底之上的高阻外延層和位于高阻外延層內相互并聯的多個SIT單元構成，其特征在于在高阻外延層內、溝道下方有一層低阻隱埋層。2.根據權利要求1所述的電流增強型靜電感應晶體管，其特征在于引入的隱埋層適用于N溝道SIT。3.根據權利要求1所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊建紅，諶文杰，肖彤，楊盼，王欣，陳鍵，王嬌，喬堅栗，
申請(專利權)人：蘭州大學，
類型：新型
國別省市：甘肅;62