[发明专利]带有注入式背栅的集成JFET结构

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

衬底，其包含半导体材料，所述衬底具有顶表面；和

结型场效应晶体管即JFET，包括：

沟道层，其设置在所述衬底中具有第一导电类型；以及

背栅，其具有第二相反导电类型，所述背栅设置在与所述顶表面相对的所述沟道层下方的所述衬底中，其中，所述背栅与所述沟道层横向对准。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，所述JFET还包括具有所述第二导电类型的掩埋层，所述掩埋层设置在所述背栅下方的所述衬底中并且与所述背栅接触，其中，所述掩埋层横向延伸超过所述背栅。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一导电类型是n型，且所述第二导电类型是p型。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括设置在所述衬底中、延伸到所述顶表面的背栅触点，所述背栅触点电耦合到所述背栅，其中，所述沟道层不延伸到所述背栅触点。

5.根据权利要求4所述的半导体器件，其中，具有所述第一导电类型的所述衬底的半导体材料设置在所述沟道层和所述背栅触点之间。

6.根据权利要求1所述的半导体器件，所述JFET还包括设置在所述沟道层上方的所述衬底中的具有所述第二导电类型的表面反转层，所述表面反转层与所述沟道层横向对准。

7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述背栅在所述沟道层的源极侧和漏极侧上以相等距离横向延伸超过所述沟道层。

8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述JFET还包括具有所述第二导电类型的顶栅，所述顶栅设置在所述沟道层上方的所述衬底中并且延伸到所述衬底的所述顶表面。

9.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述JFET还包括：

源极，其设置在所述衬底中具有所述第一导电类型，所述源极从所述衬底的所述顶表面延伸到所述沟道层；以及

漏极，其设置在所述衬底中具有所述第一导电类型，所述漏极从所述衬底的所述顶表面延伸到所述沟道层。

10.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一导电类型是p型，且所述第二导电类型是n型。

11.一种形成半导体器件的方法，包括以下步骤：

提供包含半导体材料的衬底；

在所述衬底的顶表面上形成沟道掩模，所述沟道掩模暴露用于JFET的沟道层的所述半导体器件的所述JFET的区域；

将第一导电类型的掺杂剂注入到在由所述沟道掩模暴露的所述区域中的所述衬底中以形成沟道注入区；

将第二相反导电类型的掺杂剂注入到在由所述沟道掩模暴露的所述区域中的所述衬底中以形成背栅注入区；

随后去除所述沟道掩模；以及

退火所述衬底以激活所述第一导电类型的所述掺杂剂以形成设置在所述衬底中的具有所述第一导电类型的沟道层，并且激活所述第二导电类型的所述掺杂剂以形成设置在所述沟道层下方的所述衬底中的具有所述第二导电类型的背栅。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括在所述衬底中形成具有所述第二导电类型的掩埋层，其中，所述背栅形成在所述掩埋层上方并接触所述掩埋层。

13.根据权利要求11所述的方法，其中

所述第一导电类型是n型；

所述第一导电类型的所述掺杂剂包括磷；

所述第二导电类型是p型；以及

所述第二导电类型的所述掺杂剂包括硼。

14.根据权利要求11所述的方法，还包括将所述第二导电类型的掺杂剂注入到所述衬底中以形成延伸到所述顶表面的背栅触点，所述背栅触点电耦合到所述背栅，其中，所述沟道层与所述背栅触点横向分开。

15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第二导电类型的所述掺杂剂以小于4度的倾斜角度注入。

16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一导电类型的所述掺杂剂以大于15度的倾斜角度注入。