本发明专利技术涉及一种抗总剂量辐射效应的大头条形栅MOS管版图加固结构，器包括半导体基板；所述半导体基板上设置有源区，所述有源区内设置对称分布的场氧区，所述场氧区通过对应的有源区隔离；所述有源区内设有栅极端，场氧区对称分布于栅极端两侧；所述栅极端包括中间部及对称分布于所述中间部上的大头端部，所述大头端部的宽度大于中间部的端部；有源区上对应于中间部的两侧设置源端及漏端。本发明专利技术在总剂量条件下，对能有效抑制边缘寄生管导通；不但可以节省面积，同时不受NMOS管宽长比的影响，易于实现宽长较小的NMOS管，同时在版图设计和布局布线上具有更大的灵活性；结构紧凑，节省面积，适用性广，提高抗总剂量辐射效应的效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种MOS管版图加固结构，尤其是一种抗总剂量辐射效应的大头条形栅MOS管版图加固结构，属于抗总剂量辐射效应辐射加固的
技术介绍
当器件持续受到电离辐射(如X射线、Y射线等)时，会产生总剂量辐射效应。对于NMOS管而言，在栅与衬底间均有一层50 200纳米的二氧化硅介质层，在辐射条件下， 在二氧化硅介质中电离产生一定数量的电子-空穴对。当在栅上加正向偏置时，迁移率较大的电子大部分溢出至栅极，有一部分电子与空穴对复合，大部分空穴在正电场的作用下向Si02/Si界面运输，且有一部分被界面处SiO2—侧的缺陷俘获，形成界面态。这样的正电荷堆积会引起器件阈值电压的漂移，最终影响器件的性能。其次，采用自对准工艺制作的晶体管，多晶硅栅淀积在薄氧化层上，源/漏由没有被多晶硅覆盖的有源区注入形成，这种工艺制造出的电路密集度高，但使多晶硅栅在场氧和薄栅氧化层过渡区产生了一个寄生晶体管，这个寄生晶体管对总剂量效应十分敏感。因为场氧和薄栅氧化层在辐射条件下，会电离电子-空穴对；由于陷阱的俘获作用，在Si/ SiO2系统的SiA —侧堆积正电荷，形成界面态，严重影响到晶体管的I-V特性，随着辐射剂量的增加，边缘寄生晶体管漏电流也迅速上升，当漏电流增加到接近本征晶体管的开态电流时，晶体管会永久开启，导致器件失效。最后，总剂量效应也会使场氧隔离失效。场氧是用于相邻晶体管隔离的，但由于总剂量效应，在场氧中会电离产生电子-空穴对；由于陷阱的俘获作用，在Si/SiA系统的 SiO2 一侧堆积正电荷，形成场氧下反型的漏电结构从而导致场氧失去隔离功能，最终导致电路功能失效。随着工艺尺寸的不断减小，栅氧化层的厚度不断减小，当栅氧化层厚度低于60埃时，总剂量效应对NMOS管阈值电压的影响可以忽略。但是，边缘寄生晶体管漏电和场氧区漏电却没有得到改善。在商业应用中，由于寄生晶体管不可能导通，所以商业工艺不用考虑边缘寄生晶体管特性，这使得商业器件做法的边缘寄生晶体管对总剂量辐射效应极为敏感。由于商业生产线在工艺上不采取任何辐射加固措施，因此为了达到抗辐射的目的，需要对晶体管版图进行修改。目前，国际流行的NMOS管总剂量加固办法是采用环形栅结构实现。环形栅结构在源/漏区域之间完全消除了栅氧化层到场氧的过渡区，消除了边缘寄生晶体管，同时采用此结构的相邻NMOS管可以共用一个源区，消除了场氧隔离导致的漏电问题，且和商业工艺兼容。但由于环形栅的结构限制，只适合NMOS管的宽长比至少在4 1以上的单元。而宽长比很小的NMOS管，利用环形栅版图结构无法实现，另外由于NMOS漏端被包围在环形栅中间，在版图布线设计上很受限。所以环形栅的加固版图结构在抗辐射电路中的应用是受到限制的。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种抗总剂量辐射效应的大头条形栅MOS管版图加固结构，其结构紧凑，节省面积，适用性广，提高抗总剂量辐射效应的效果。按照本专利技术提供的技术方案，所述抗总剂量辐射效应的大头条形栅MOS管版图加固结构，包括半导体基板；所述半导体基板上设置有源区，所述有源区内设置对称分布的场氧区，所述场氧区通过对应的有源区隔离；所述有源区内设有栅极端，场氧区对称分布于栅极端两侧；所述栅极端包括中间部及对称分布于所述中间部上的大头端部，所述大头端部的宽度大于中间部的端部；有源区上对应于中间部的两侧设置源端及漏端。所述大头端部与中间部通过梯形栅极体过渡连接。所述半导体基板上对应于有源区的外圈设置第二导电类型注入保护区。所述有源区内对应于场氧区间设置第一导电类型注入区，通过第一导电类型注入区在中间部的两侧分别形成源端及漏端。所述栅极端的一端设置最小多晶硅条，所述最小多晶硅条对应于与栅极端的大头端部相连的另一端设置栅极接触孔。所述栅极端对应中间部的宽长比与常规MOS管栅极端的宽长比相一致。所述半导体基板的材料包括硅。本专利技术的优点与传统的环形栅NMOS管加固方法相比，有源区内的栅极端包括中间部及位于中间部端部的大头端部，所述大头端部的宽度大于中间部，在总剂量条件下，对能有效抑制边缘寄生管导通；不但可以节省面积，同时不受NMOS管宽长比的影响，易于实现宽长较小的NMOS管，同时在版图设计和布局布线上具有更大的灵活性；结构紧凑，节省面积，适用性广，提高抗总剂量辐射效应的效果。附图说明图1为常规NMOS管总剂量效应引起的边缘寄生晶体管漏电纵向示意图。图2为采用传统环形栅版图结构实现加工的NMOS管结构示意图。图3为本专利技术实现加固的NMOS管结构示意图。图4为采用本专利技术实现加固的NMOS管形成步骤流程示意图。附图标记说明1-栅极端、2-有源区、3-源端、4-漏端、5-第一导电类型注入区、 6-第二导电类型注入保护区、7-环形多晶硅栅、8-接触孔、9-NM0S管的源端、10-NM0S管的漏端、11-有源区边界线、13-最小多晶硅条、14-梯形栅极体、15-大头端部、16-栅极接触孔、17-场氧区及19-中间部。具体实施例方式下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1所示采用自对准工艺制作的常规NMOS管，多晶硅栅淀积在薄氧化层上，源 /漏是由没有被多晶硅覆盖的有源区注入形成，这种工艺制造出的电路密集度高，但使多晶硅栅在栅氧化层和场氧过渡区产生了一个寄生晶体管，这个寄生晶体管对总剂量效应十分敏感。因为场氧和栅氧化层在辐射条件下，会电离产生电子-空穴对；由于陷阱的俘获作用，在硅/ 二氧化硅系统的二氧化硅一侧堆积正电荷，形成界面态，严重影响到晶体管的电流和电压特性。随着辐射剂量的增加，边缘寄生晶体管漏电流也迅速上升，当漏电流增加到接近本征晶体管的开态电流时，晶体管会永久开启，导致器件失效；另一方面，多晶栅跨越的场氧会在辐射条件下感生反型，直接导致非工作状态下NMOS器件的源区与漏区形成漏电通路。如图2所示为采用传统环形栅版图结构加固的NMOS管。其中有源区边界线11 包围的区域为NMOS管的有源区，区域9为NMOS管的源端，区域10为NMOS管的漏端，在区域9和区域10之间，没有场氧区的存在。所以，不存在边缘寄生晶体管，以此来消除漏电通道，达到总剂量加固的目的。区域7为NMOS管的环形多晶硅栅。在环形多晶硅栅7的一侧通过接触孔8与金属相连，用以连接合适的电位，控制NMOS管栅的电压，以达到控制NMOS 管的状态。在NMOS管的区域10漏端内，也通接触孔8与金属线相连，作为该NMOS管输出电位引出端。如图3所示为采用本专利技术实现加固的NMOS管结构图。以NMOS管为例，所述版图加固结构包括半导体基板，所述半导体基板上设置有源区2 ；所述有源区2内设置对称分布的场氧区17，所述场氧区17通过对应的有源区2隔离；所述有源区2内设有栅极端1，场氧区17对称分布于栅极端1两侧；所述栅极端1包括中间部19及对称分布于所述中间部19 上的大头端部15，所述大头端部15的宽度大于中间部19的端部；有源区2上对应于中间部19的两侧设置源端3及漏端4。所述栅极端1对应中间部19的有效宽长比为设计所需的有效宽长比，所述中间部 19的宽长比与现有MOS管的宽长比相一致。中间部19的端部通过梯形栅极体14与大头端部15过渡连接，从而形成一种两头大中间细的条形栅结构。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：罗静，王栋，邹文英，薛忠杰，周昕杰，胡永强，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十八研究所，
类型：发明
国别省市：
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