准绝缘体上的硅场效应晶体管及实现方法技术

本发明专利技术提出了一种准绝缘体上的硅（ＳＯＩ）金属－氧化物－半导体场效应晶体管（ＭＯＳＦＥＴ）器件的新结构及实现方法。其特征在于源漏区下方埋氧是连续的；而沟道区下方的埋氧是非连续的。采用注氧隔离技术来实现的工艺过程是：（１）在半导体衬底中注入低于最优剂量的离子；（２）在器件沟道区光刻生成掩模；（３）在源漏区第二次注入离子，使源漏区注入的总剂量达到最优剂量；高温退火后在源漏区下方形成连续埋氧，沟道区下方形成非连续的埋氧；（４）常规ＣＭＯＳ技术完成器件制作。由于沟道下方的埋氧是非连续的，沟道和硅衬底之间电耦合，从而克服了ＳＯＩ　ＭＯＳＦＥＴ器件的浮体效应和自热效应二大固有缺点。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提出了一种消除浮体效应和减弱自热效应的新型结构的准绝缘体上的硅(SOI)金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)器件的新结构，并给出了采用图形化注氧隔离(SIMOX)技术的实现方法。本专利技术属于微电子
，尤其是和SOI集成电路中的MOSFET相关。为了克服这两个SOI器件本身固有的问题，研究者们采取了各种各样的措施。为了解决浮体效应，常用的办法是将顶层硅用电极引出。但是，这种方法不仅使器件的面积增大，而且会引入较大的串联电阻，从而导致器件性能的退化。为了降低SOI的自热效应，不少研究者提出用热导率高的材料代替SiO2做掩埋绝缘层，如AlN，类金刚石薄膜等等。这一方法仅能采用键合技术来实现，目前还非常不成熟。另外，减小埋氧的厚度也可以降低自热效应，但是即使很薄的埋氧也会存在较大的界面热阻，自热效应相对体硅而言还是比较严重。解决SOI器件的浮体效应和自热效应的最直接办法是使器件的沟道下方没有埋氧，让沟道与衬底相连，即在常规的SOI MOSFET沟道下方的埋氧中开一个窗口。这样，沟道和衬底是电耦合的，不会产生由于载流子积累而导致的浮体效应；同时，器件工作时产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种准绝缘体上的硅金属－氧化物－半导体场效应晶体管器件的结构，包括硅衬底、栅氧化层、多晶硅栅、源区、漏区和沟道区；其特征在于： （１）器件还包括源区、漏区和沟道区下方的掩埋绝缘层； （２）源区和漏区下方的掩埋绝缘层是连续的，沟道区下方的掩埋绝缘层是非连续的。

【技术特征摘要】
1.一种准绝缘体上的硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管器件的结构，包括硅衬底、栅氧化层、多晶硅栅、源区、漏区和沟道区；其特征在于(1)器件还包括源区、漏区和沟道区下方的掩埋绝缘层；(2)源区和漏区下方的掩埋绝缘层是连续的，沟道区下方的掩埋绝缘层是非连续的。2.按权利要求1所述准SOI MOSFET器件，其特征在于是采用注氧隔离(SIMOX)技术和CMOS工艺相结合的方法来实现的，具体工艺步骤为(1)在半导体衬底中注入低于最优剂量的离子；(2)在器件沟道区光刻生成掩模；(3)在源漏区第二次注入离子，使源漏区注入的总剂量达到最优剂量；高温退火后在源漏区下方形成连续掩埋绝缘层，沟道区下方形成非连续的掩埋绝缘层；(4)常规CMOS工艺完成器件制作。3.按权利要求2所述的准SOI MOSFET器件的实现方法，其特征在于所述的半导体衬底包括硅、锗，硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：董业民，王曦，陈猛，陈静，王湘，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]