一种提供过内阻检测的mosfet及mosfet的制造方法与流程

本发明涉及晶体管结构及制造方法领域，更具体的涉及一种提供过内阻检测的mosfet及制造方法。

背景技术：

1、mosfet为金属氧化物半导体场效应晶体管，是一种常用的晶体管类型之一，其结构包括源区、栅极、栅氧层、底接区、硅基底片和漏结区，通过改变漏结区的电特性控制器件的电阻和导通能力。因此，mosfet 被广泛应用于数字电路和功率电路中作为开关元件或放大器。然而，由于 mosfet本身具有漏电流和漏电阻变化，使得mosfet电路元器件的正确性和可靠性存在着重大影响。

2、为了确保 mosfet在实际应用中的稳定性和可靠性，添加驱动电路进行内阻检测，通常测量 mosfet内部的电阻和电压参数，并通过反馈调节实现器件工作状态的优化，根据反馈结果确保产品品质和一致性。同时mosfet制造采用精确的掩模图形传递和化学反应控制技术，根据具体工艺要求严格控制温度、时间和化学浓度参数，以确保所得的微型化结构质量和精度，通过对掩膜图形设计和曝光时间不断进行调整和优化确保制造出的mosfet具有优越的电学参数和可靠性。

技术实现思路

1、针对上述技术的不足，本发明公开一种提供过内阻检测的mosfet及制造方法，本发明通过设置驱动电路对mosfet进行过内阻检测，提高mosfet的可靠性和使用寿命；本发明通过反向电压变化矩阵确认mosfet内阻的变化情况；本发明采用掩模图形传递和化学反应控制技术进行光刻机曝光和显影处理以确保mosfet的质量和精度；

2、为了实现上述技术效果，本发明采用技术方案：

3、一种提供过内阻检测的mosfet，包含：源区、栅极、栅氧层和底接区；其中：

4、源区，用于为电子进入mosfet提供管道；

5、栅极，用于接入电信号以控制mosfet中的电流流动；

6、栅氧层，用于隔离栅极和硅基底片；

7、底接区，用于接地的区域；

8、所述提供过内阻检测的mosfet还包括：硅基底片、漏结区和驱动电路；

9、硅基底片，用于为其他器件提供支撑、分担电流负载及电气隔离；所述硅基底片作为modfet的支撑结构为其他器件的生长和制造提供基础；所述硅基底片由单晶硅制成，通过掺入硼元素产生p型硅，掺入磷元素产生n型硅，进而起到分担电流的负载作用；所述硅基底片通过隔离mosfet内部电路和其他器件之间的电气信号，避免电气噪声和干扰；

10、漏结区，用于形成mosfet的输出端；所述漏结区由若干硅组成，硅的掺杂浓度和分布影响所述漏结区的电特性，所述漏结区将从源区输入的带有控制信号的电流转化为从漏结区输出的信号电流，为后续电路或负载提供信号输入；

11、驱动电路，用于mosfet实现其原有功能的同时在工作过程中提供过内阻检测功能，提高mosfet的可靠性和使用寿命；所述驱动电路为反并联的驱动电路，分别带有反向的电压，通过检测反向电压的变化判断mosfet的内阻状况；

12、所述源区连接所述漏结区，所述栅氧层位于所述栅极硅基底片之间，所述底接区接地，所述硅基底片安装在各器件下方，所述栅极的两侧设置有驱动电路。

13、作为本发明进一步的技术方案，所述硅基底片具有n型或p型半导体特性，在mosfet的制造过程中通过掺杂、熔融、氧化和刻蚀多级化学加工提高所述硅基底片中的载流子浓度和控制器件的电阻，并减少电气噪声和干扰以保证mosfet性能。

14、作为本发明进一步的技术方案，所述漏结区采用低离子掺杂的p型或n型硅降低所述漏结区的电流噪声，以保证mosfet的输出品质，所述mosfet通过控制所述栅极电压调节所述漏结区和源区之间的电流大小。

15、作为本发明进一步的技术方案，所述驱动电路包括比较器、控制单元、输出电路和电流源，所述比较器采用高精度运算放大器，用于测量输出电压与参考电压之间的差异，并将其作为一个反馈信号输出到控制单元，所述控制单元为微处理器，用于根据比较器的反馈信号调整驱动电路的输出电流，所述电流源包括高精度电流源和宽带放大器，以便驱动电流源并将其输出电压与参考电压进行比较，所述输出电路为电压测量器，用于测量测试电源的输出电压，并将结果返回到比较器以进行比较。

16、作为本发明进一步的技术方案，所述反向电压检测变化函数为：

17、  (1)

18、式（1）中，( i=1,2,…, m)为所述驱动电路的反向电压变化，( i=1,2,…, m)为所述驱动电路反向电压参数值，( j=1,2,…, n)代表反向电压与信号电流之间的函数关系；利用泰勒公式对进行展开，并只取其一次项，则反向电压变化量与所述驱动电路输入信号电流之间的函数关系用线性方程表示：

19、  (2)

20、式（2）中，为所述驱动电路的过内阻值，为所述驱动电路的初始反向电压值，联系式（1）和式（2），得到所述驱动电路过内阻与反向电压变化之间线性矩阵方程：

21、  (3)

22、式（3）中，r为过内阻矩阵，为驱动电路中反向电压的变化量，为所述驱动电路反向电压实测值与初始反向电压差值。

23、一种mosfet的制造方法，应用权利要求1-5任意一项所述的一种提供过内阻检测的mosfet，所述制造方法包括以下步骤：

24、步骤1、选取硅片：

25、选择合适的硅片，采用高纯度单晶硅片，通过切割制成小片，硅片的表面经过去除表面氧化层和清洗处理，以保证表面干净平整；

26、步骤2、生长氧化层：

27、用热化学氧化法在硅片表面生长一层硅氧化物层，氧化层用于保护硅表面及实现渗透控制，所述氧化层的厚度在几百埃到几千埃之间；

28、步骤3、沉积金属：

29、将铝或钨沉积到硅片表面，铝用于制作n型mosfet，钨用于制作p型mosfet，沉积厚度在几千埃到数万埃之间；

30、步骤4、图案化处理：

31、将金属层图案化，在金属层上覆盖一层光刻胶并使用光刻机在光刻胶上进行曝光和显影处理，形成金属图案；

32、步骤5、离子注入：

33、在硅片上进行离子注入，通过改变注入离子的种类和剂量改变硅片的电性能，使其变成p型或n型晶体，注入离子后，进行活化处理，使硅片变得导电；

34、步骤6、退火：

35、对硅片进行退火处理，使得离子均匀分布在硅片上，并且形成导通路径，严格控制退火的温度和时间以保证晶体管的电性能；

36、步骤7、形成mosfet栅极：

37、在硅氧化物层上形成mosfet栅极以控制硅片中的电流通道，所述栅极厚度在数千埃到数万埃之间；

38、步骤8、连接mosfet：

39、采用金线连接和包封mosfet器件，通过在mosfet的结构上增加所述驱动电路使得mosfet实现原有功能的同时还具备过内阻检测功能，提高mosfet的可靠性和使用寿命。

40、作为本发明进一步的技术方案，所述热化学氧化法采用热解反应及氧化反应原理促进硅片在高温氧气环境下热分解及氧化反应，使得硅片中的无机成分发生氧化反应生成硅氧化物层以保护硅表面及实现渗透控制。

41、作为本发明进一步的技术方案，所述光刻机曝光和显影处理基于掩模图形传递和化学反应控制进行光刻操作，在曝光过程中，光刻机采用光源和光学系统将掩模图形传递至硅片表面，激活光刻胶中的感光剂产生化学反应以改变光刻胶层中的物理和化学性质，随着曝光时间的增加，曝光剂在光照下发生光化学反应，进而激活光刻胶中的感光剂，在光刻胶表面上形成与掩模图形相匹配的化学反应图形；在显影处理过程中，光刻胶浸泡在化学显影剂中，显影液中的化学溶剂通过侵蚀或溶解掉光刻胶中未被曝光的部分将掩模图形传递到硅片表面。

42、与现有技术相比，本发明有益的积极效果是：

43、本发明通过设置驱动电路对mosfet进行过内阻检测，提高mosfet的可靠性和使用寿命；本发明通过反向电压变化矩阵确认mosfet内阻的变化情况；本发明采用掩模图形传递和化学反应控制技术进行光刻机曝光和显影处理以确保mosfet的质量和精度。