[發明專利]一種抗輻照的場效應晶體管、CMOS集成電路及其制備

有效

• 申請號: 200910241608.2
• 申請日: 2009-11-27
• 公開（公告）號: CN101707210A
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 薛守斌;黃如;張興
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L27/092;H01L21/336
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理事務所(普通合伙) 11200
• 代理人: 李稚婷

1.一種N型場效應晶體管，包括襯底、體區、溝道、柵介質層、柵極和源漏，其特征在 于：所述襯底之上為一層n+外延層；所述體區為p阱，位于所述n+外延層之上；所述 溝道是一個p/p+倒摻雜結構層，由依次疊加在體區上的p+外延層和p外延層組成；溝 道之上依次為柵介質層和柵極；在溝道的兩端分別連接n+源和n+漏；n+源和n+漏分 別通過一個“L”形絕緣層與體區隔離；“L”形絕緣層頂面到溝道上表面的距離小于 溝道的厚度。

2.如權利要求1所述的N型場效應晶體管，其特征在于：所述n+外延層的厚度為 50～200nm，摻雜濃度為1×10¹⁷～5×10¹⁹cm^-3。

3.如權利要求1所述的N型場效應晶體管，其特征在于：所述p外延層的厚度為10～20nm， 摻雜濃度為1×10¹⁵～5×10¹⁷cm^-3；所述p+外延層的厚度為20～50nm，摻雜濃度為1×10¹⁸～ 5×10¹⁹cm^-3。

4.一種P型場效應晶體管，包括襯底、體區、溝道、柵介質層、柵極和源漏，其特征在 于：所述襯底之上為一層p+外延層；所述體區為n阱，位于所述p+外延層之上；所述 溝道是一個n/n+倒摻雜結構層，由依次疊加在體區上的n+外延層和n外延層組成；溝 道之上依次為柵介質層和柵極；在溝道的兩端分別連接p+源和p+漏；p+源和p+漏分 別通過一個“L”形絕緣層與體區隔離；“L”形絕緣層頂面到溝道上表面的距離小于 溝道的厚度。

5.如權利要求4所述的P型場效應晶體管，其特征在于：所述p+外延層的厚度為 50～200nm，摻雜濃度為1×10¹⁷～5×10¹⁹cm^-3。

6.如權利要求4所述的P型場效應晶體管，其特征在于：所述n外延層的厚度為10～20nm， 摻雜濃度為1×10¹⁵～5×10¹⁷cm^-3；所述n+外延層的厚度為20～50nm，摻雜濃度為1×10¹⁸～ 5×10¹⁹cm^-3。

7.一種CMOS集成電路，組成該電路的N型和P型場效應晶體管分別如權利要求1和4 所述。

8.權利要求1～3任一所述N型場效應晶體管的制備方法，包括下述步驟：

1)在襯底上依次外延n+外延層、p阱區、p+外延層和p外延層；

2)采用淺槽隔離定義有源區；

3)在有源區熱生長柵介質層，接著淀積并刻蝕柵材料及其上覆蓋的硬掩膜材料，形成 柵區，隨后制備柵側墻保護柵區；

4)以柵側墻為保護層，各向異性刻蝕源漏區的硅，刻蝕深度h1小于p外延層和p+外 延層厚度之和；然后淀積抗氧化材料，各向異性刻蝕該抗氧化材料，形成抗氧化側 墻；以抗氧化側墻為保護，進一步各向異性刻蝕源漏區的硅形成凹陷的硅槽結構， 硅槽的深度h2取決于源漏區的厚度；最后氧化暴露的硅，形成分別包圍源、漏區 的兩個“L”形絕緣層；

5)去掉抗氧化側墻，再淀積源漏材料，在溝道兩端形成源漏區。

9.權利要求4～6任一所述P型場效應晶體管的制備方法，包括下述步驟：

1)在襯底上依次外延p+外延層、n阱區、n+外延層和n外延層；

2)采用淺槽隔離定義有源區；

3)在有源區熱生長柵介質層，接著淀積并刻蝕柵材料及其上覆蓋的硬掩膜材料，形成 柵區，隨后制備柵側墻保護柵區；

4)以柵側墻為保護層，各向異性刻蝕源漏區的硅，刻蝕深度h1小于n外延層和n+ 外延層厚度之和；然后淀積抗氧化材料，各向異性刻蝕該抗氧化材料，形成抗氧化 側墻；以抗氧化側墻為保護，進一步各向異性刻蝕源漏區的硅形成凹陷的硅槽結構， 硅槽的深度h2取決于源漏區的厚度；最后氧化暴露的硅，形成分別包圍源、漏區 的兩個“L”形絕緣層；

5)去掉抗氧化側墻，再淀積源漏材料，在溝道兩端形成源漏區。