本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體，特別是涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，理想的mosfet（mos，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管）管驅(qū)動(dòng)波形是方波，表示當(dāng)柵源電壓（vgs）達(dá)到閾值電壓的時(shí)候，mos管會(huì)迅速進(jìn)入飽和導(dǎo)通狀態(tài)。但是在實(shí)際應(yīng)用中，mos管的柵極驅(qū)動(dòng)過程會(huì)出現(xiàn)一個(gè)被稱為米勒平臺(tái)的電壓平臺(tái)期，導(dǎo)致mos管不能迅速進(jìn)入飽和導(dǎo)通狀態(tài)。進(jìn)一步對(duì)米勒平臺(tái)形成的具體過程進(jìn)行分析，米勒平臺(tái)出現(xiàn)是由于當(dāng)mos管導(dǎo)通時(shí)，漏極電壓（vds）開始下降，這導(dǎo)致cgd（柵漏電容）電容通過mos管放電，隨后被驅(qū)動(dòng)電壓反向充電，分擔(dān)了驅(qū)動(dòng)電流，使得cgs（柵源電容）上的電壓上升變緩，形成了一個(gè)平臺(tái)期，即米勒平臺(tái)。在米勒平臺(tái)期間，vgs（柵源電壓）的增加減緩導(dǎo)致mos管不能迅速進(jìn)入飽和區(qū)，增加了開通過程中的能量損耗，降低了器件的開關(guān)速度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、基于此，有必要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的mos器件導(dǎo)通過程中出現(xiàn)米勒平臺(tái)進(jìn)而導(dǎo)致開通損耗較大、器件開關(guān)速度降低的問題提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：
3、半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)具有第一導(dǎo)電類型的阱區(qū)；
4、第二導(dǎo)電類型的源區(qū)及第二導(dǎo)電類型的漏區(qū)，所述源區(qū)及所述漏區(qū)位于所述阱區(qū)的上表層；
5、柵極結(jié)構(gòu)，位于所述阱區(qū)的上表面，且所述源區(qū)及所述漏區(qū)在第一方向上分別位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)，所述柵極結(jié)構(gòu)包括依次層疊的柵介質(zhì)層及半導(dǎo)體層，且包括位于所述半導(dǎo)體層內(nèi)的第二導(dǎo)電類型的第一摻雜區(qū)及第一導(dǎo)電類型的第二摻雜區(qū)，所述第一摻雜區(qū)在所述第一方向上位于所述柵極結(jié)構(gòu)的靠近所述漏區(qū)的一側(cè)，所述第二摻雜區(qū)在所述第一方向上位于所述柵極結(jié)構(gòu)的靠近所述源區(qū)的一側(cè)，所述第一摻雜區(qū)在所述第一方向上的寬度大于所述第二摻雜區(qū)在所述第一方向上的寬度，所述第一摻雜區(qū)位于所述半導(dǎo)體層的上表層且具有第一預(yù)設(shè)深度，所述第二摻雜區(qū)位于所述半導(dǎo)體層的上表層且具有第二預(yù)設(shè)深度，所述第二預(yù)設(shè)深度大于第一預(yù)設(shè)深度。
6、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一摻雜區(qū)與所述第二摻雜區(qū)在所述第一方向上相連。
7、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一摻雜區(qū)在所述第一方向上遠(yuǎn)離所述第二摻雜區(qū)的一端延伸至所述半導(dǎo)體層的在所述第一方向上的靠近所述漏區(qū)的邊緣。
8、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第二摻雜區(qū)在所述第一方向上遠(yuǎn)離所述第一摻雜區(qū)的一端延伸至所述半導(dǎo)體層的在所述第一方向上的靠近所述源區(qū)的邊緣。
9、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第二預(yù)設(shè)深度小于所述半導(dǎo)體層在第二方向上的厚度。
10、在其中一個(gè)實(shí)施例中，在所述第一方向與第二方向確定的平面上，所述第二摻雜區(qū)的截面面積為所述半導(dǎo)體層的截面面積的1/4~1/2。
11、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一預(yù)設(shè)深度為所述第二預(yù)設(shè)深度的30%~50%。
12、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體層的材質(zhì)包括多晶硅。
13、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一摻雜區(qū)在所述第一方向上的寬度為所述第二摻雜區(qū)在所述第一方向上的寬度的2~3倍。
14、本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟：
15、提供一半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成有第一導(dǎo)電類型的阱區(qū)；
16、于所述阱區(qū)的上表面形成柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)包括依次層疊的柵介質(zhì)層及半導(dǎo)體層；
17、于所述半導(dǎo)體層的上表層進(jìn)行第一預(yù)設(shè)深度的第二導(dǎo)電類型的第一離子的摻雜，以形成第一摻雜區(qū)；
18、于所述半導(dǎo)體層的上表層進(jìn)行第二預(yù)設(shè)深度的第一導(dǎo)電類型的第二離子的摻雜，以形成第二摻雜區(qū)，所述第二預(yù)設(shè)深度大于所述第一預(yù)設(shè)深度，所述第一摻雜區(qū)在所述第一方向上的寬度大于所述第二摻雜區(qū)在所述第一方向上的寬度；
19、于所述阱區(qū)的上表層分別形成在第一方向上位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的第二導(dǎo)電類型的漏區(qū)、第二導(dǎo)電類型的源區(qū)，且所述第一摻雜區(qū)在所述第一方向上位于所述柵極結(jié)構(gòu)的靠近所述漏區(qū)的一側(cè)，所述第二摻雜區(qū)在所述第一方向上位于所述柵極結(jié)構(gòu)的靠近所述源區(qū)的一側(cè)。
20、在其中一個(gè)實(shí)施例中，形成所述第二摻雜區(qū)還包括以下步驟：
21、于進(jìn)行所述第一離子摻雜后的所述半導(dǎo)體層的上表面形成圖案化的遮蔽層；
22、基于圖案化的所述遮蔽層，對(duì)所述第一摻雜區(qū)以及所述第一摻雜區(qū)下方的所述半導(dǎo)體層進(jìn)行摻雜，以得到所述第二摻雜區(qū)；
23、去除所述遮蔽層。
24、如上所述，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法，具有如下意想不到的有益效果：半導(dǎo)體層中設(shè)置有導(dǎo)電類型相反，且摻雜深度不同的第一摻雜區(qū)及第二摻雜區(qū)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)柵極結(jié)構(gòu)的性能的調(diào)控。其中，第一導(dǎo)電類型的第二摻雜區(qū)位于半導(dǎo)體層中靠近源區(qū)的一側(cè)，且具有摻雜深度較深的第二預(yù)設(shè)深度。因此，通過引入額外的摻雜深度較深的多數(shù)載流子，可以更有效地調(diào)控溝道中的載流子濃度，且導(dǎo)電類型相反的第二摻雜區(qū)能夠優(yōu)化器件導(dǎo)通過程中的導(dǎo)電溝道的電場分布，從而抑制預(yù)夾斷現(xiàn)象的產(chǎn)生，避免影響器件的導(dǎo)電性能。第二導(dǎo)電類型的第一摻雜區(qū)位于靠近漏區(qū)的一側(cè)且具有摻雜深度較淺的第一預(yù)設(shè)深度。因此，第一摻雜區(qū)能夠作為器件柵極，且摻雜深度較淺的第一摻雜區(qū)會(huì)使半導(dǎo)體層內(nèi)更容易形成耗盡層，等效地在柵介質(zhì)層上增加了一部分電勢下降區(qū)，相當(dāng)于增加了有效氧化物厚度，降低了柵漏之間的寄生電容，有效緩解了器件導(dǎo)通過程中出現(xiàn)的米勒平臺(tái)效應(yīng)，進(jìn)而降低了器件的開通損耗，加快了器件的開關(guān)速度。
1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一摻雜區(qū)與所述第二摻雜區(qū)在所述第一方向上相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一摻雜區(qū)在所述第一方向上遠(yuǎn)離所述第二摻雜區(qū)的一端延伸至所述半導(dǎo)體層的在所述第一方向上的靠近所述漏區(qū)的邊緣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二摻雜區(qū)在所述第一方向上遠(yuǎn)離所述第一摻雜區(qū)的一端延伸至所述半導(dǎo)體層的在所述第一方向上的靠近所述源區(qū)的邊緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二預(yù)設(shè)深度小于所述半導(dǎo)體層在第二方向上的厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述第一方向與第二方向確定的平面上，所述第二摻雜區(qū)的截面面積為所述半導(dǎo)體層的截面面積的1/4~1/2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)深度為所述第二預(yù)設(shè)深度的30%~50%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一摻雜區(qū)在所述第一方向上的寬度為所述第二摻雜區(qū)在所述第一方向上的寬度的2~3倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述半導(dǎo)體層的材質(zhì)包括多晶硅。
10.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，形成所述第二摻雜區(qū)還包括以下步驟：