[实用新型]结型场效应晶体管结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种晶体管结构，尤指一种具有耐高压特性的结型场效应晶体管结构。

背景技术

在电源芯片中，常常用到结型场效应晶体管(JFET，Junction Field Effect Transistor)结构。JFET为一种单极的三层晶体管，它是一种控制极是由PN组成的场效应晶体管，工作依赖于一种载流子-电子或空穴的运动。对于一个“正常接通”器件，每当N沟道JFET的漏极电压相对于源极为正时，或是当P沟道JFET的漏极电压相对于源极为负时，都有电流在沟道中流过。在JFET沟道中的电流受栅极电压的控制，为了“夹断”电流的流动，在N沟道JFET中栅极相对源极的电压必须是负的；或者在P沟道JFET中栅极相对源极的电压必须是正的。栅极电压被加在横跨PN结的沟道上，与此相反，在MOSFET中则是加在绝缘体上。

在实际应用中，往往需要一种耐高压的JFET结构，因此有必要针对实际应用中的需求提供一种具有耐高压特性的新颖的JFET结构。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种具有耐高压特性的结型场效应晶体管结构。

一种结型场效应晶体管结构，其包括一栅极、一源极、一漏极及一衬底，所述栅极包括一多晶硅层及一P注入层，所述源极包括一N注入层、一N阱层及一深注入N阱层，所述漏极包括所述N注入层、所述N阱层及所述深注入N阱层，一衬底连接端通过所述P注入层、一P阱层、一深注入P阱层及一P型埋层连接所述衬底。

优选地，所述漏极位于所述结型场效应晶体管结构的中心，所述源极位于所述漏极的四周，所述栅极位于所述漏极与所述源极之间。

优选地，所述结型场效应晶体管结构还包括一场氧层及一与所述场氧层相邻的N型外延层。

优选地，所述衬底为P型衬底，所述衬底连接端为P型衬底连接端。

优选地，所述结型场效应晶体管结构为一种N沟道的结型场效应晶体管结构。

相对现有技术，本实用新型结型场效应晶体管结构在现有工艺上无须增加任何掩摸步骤即可制作出来，且该结构具有耐高压特性的优点，不但满足了实际应用中的要求，而且结构紧凑，工艺兼容。

附图说明

图1为本实用新型结型场效应晶体管结构较佳实施方式的平面示意图。

图2为本实用新型结型场效应晶体管结构较佳实施方式的剖面示意图。

图3为本实用新型结型场效应晶体管结构较佳实施方式的电学特性曲线。

具体实施方式

请参阅图1，本实用新型结型场效应晶体管结构较佳实施方式包括一漏极D、一源极S、一栅极G及一P型衬底PSUB。其平面电极关系如图1所示，该漏极D位于中心，该源极S位于漏极D的四周，该栅极G位于漏极D与源极S之间。

请同时参阅图2，图2为沿图1的45度对角方向切割的剖面示意图，即沿箭头所示方向进行切割后的一剖面示意图。由图中可以看出，该结型场效应晶体管的剖面结构包括一场氧层FOX、一P注入层P+、一P阱层LVPW、一深注入P阱层HVPW、一N型外延层NEPI、一N注入层N+、一N阱层LVNW、一深注入N阱层HVNW、一P型埋层PBL、一多晶硅层POLY、P型衬底PSUB、漏极D、源极S、栅极G及一P型衬底连接端SUB。

其中，源极S包括该N注入层N+、该N阱层LVNW及该深注入N阱层HVNW；漏极D包括该N注入层N+、该N阱层LVNW及该深注入N阱层HVNW；栅极G包括该多晶硅层POLY及该P注入层P+；P型衬底连接端SUB通过P注入层P+、P阱层LVPW、深注入P阱层HVPW及P型埋层PBL连接该P型衬底PSUB。

请参阅图3，图3为本实用新型结型场效应晶体管结构较佳实施方式的电学特性曲线。其电学特性与普通场效应管的电学特性相似，其中Vp为夹断电压，Id为漏极电流，Vds为漏源电压。

本发明是基于N型外延BiCMOS工艺设计出的JFET器件结构。图1所示为N沟道JFET版图。N沟道JFET为采用深注入N阱层HVNW为沟道的耗尽形管，漏极S与源极D采用低压N阱层LVNW扩散，再注入N型杂质。栅用P型杂质注入加多晶硅层POLY覆盖。背栅用P埋层推入。整个器件放在P型隔离岛内。N深阱JFET的沟道宽度越小，夹断电压就越小。本结构在电源管理与模拟电路中给电路设计人员提供了一种设计选择，例如在模拟开关电路、偏置电路和替代启动电路中的高值电阻及需要耐高压的地方等。

本实用新型基于BiCMOS工艺提出了一种新颖的JFET结构，这种结构在现有工艺上无须增加任何掩摸步骤即可制作出来，且具有该结构的JFET具有耐高压特性等优点，不但满足了实际应用中的要求，而且结构紧凑，工艺兼容。