[發(fā)明專利]用于SOI MOSFET中的面積高效型主體接觸的分層淺溝槽隔離

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080045288.4
• 申請(qǐng)日: 2010-08-25
• 公開（公告）號(hào): CN102598273A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李影;S·納拉辛哈;W·A·勞施
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號(hào): H01L29/78
• 分類號(hào): H01L29/78;H01L21/762;H01L21/336
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 吳立明;邊海梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及絕緣體上半導(dǎo)體(SOI)器件以及用于制造該器件的方法。更具體地，將絕緣體上半導(dǎo)體器件的主體連結(jié)至接地的襯底以改進(jìn)閾值電壓控制并且減小歷史效應(yīng)。在沒有所謂的T主體(Tbody)或H主體(Hbody)接觸方案的情況下使主體接地。這種新主體接觸結(jié)構(gòu)減小了與傳統(tǒng)主體接觸相關(guān)聯(lián)的高寄生電容。

背景技術(shù)

絕緣體上硅(SOI)技術(shù)已成為了一種在半導(dǎo)體器件的制造和生產(chǎn)中利用的日益重要的技術(shù)。SOI技術(shù)涉及在相對(duì)薄的單晶半導(dǎo)體層中形成晶體管，其中該單晶半導(dǎo)體層覆蓋在絕緣層上。換言之，有源器件形成在布置在絕緣體層上的薄的半導(dǎo)體中，而非在器件的體半導(dǎo)體中。

在典型的SOI晶體管中，主體通常與硅襯底隔離并且經(jīng)常保持浮動(dòng)。這對(duì)于電流靈敏電路應(yīng)用可能導(dǎo)致問題，這是因?yàn)橹黧w通常保持來自上次利用晶體管時(shí)的電荷。保持在主體內(nèi)的電荷干擾器件的后續(xù)使用。已經(jīng)提出了多種解決方案以解決與SOI半導(dǎo)體器件相關(guān)聯(lián)的問題。例如，在SOI器件中使用主體接觸解決了該問題，并且還允許改變閾值電壓從而使得針對(duì)低功率應(yīng)用可以減小待機(jī)功耗。傳統(tǒng)上，已通過在有源區(qū)域上使用T形或H形多晶硅結(jié)構(gòu)來在SOI器件中形成主體接觸，從而創(chuàng)建三個(gè)不同的區(qū)，包括源極區(qū)、漏極區(qū)和主體接觸區(qū)。

然而，T形或H形多晶硅結(jié)構(gòu)布局占據(jù)面積并且增加了電路中耗費(fèi)的功率。

發(fā)明內(nèi)容

通過提供根據(jù)本發(fā)明的第一方面的如下SOI器件來實(shí)現(xiàn)如上文及下文描述的本發(fā)明的各種優(yōu)點(diǎn)和目的，該SOI器件包括：

FET區(qū)，其包括SOI層；

STI區(qū)，其具有將SOI器件與相鄰的SOI器件分開的第一STI層，該第一STI層具有第一厚度；

主體接觸區(qū)，其在FET區(qū)與STI區(qū)之間，主體接觸區(qū)具有SOI層的延伸部分以及具有第二厚度的上覆第二STI層；以及

主體接觸，其與SOI延伸部分接觸；

其中第一厚度不同于第二厚度。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種SOI器件，包括：

體硅層；

FET區(qū)、主體接觸區(qū)和STI區(qū)；

FET區(qū)包括SOI層以及在SOI層上的柵極；

STI區(qū)具有將SOI器件與相鄰的SOI器件分開的第一STI層，第一STI層具有第一厚度；

主體接觸區(qū)，其在FET區(qū)與STI區(qū)之間，主體接觸區(qū)具有SOI層的延伸部分以及具有第二厚度的上覆第二STI層；以及

主體接觸，其與SOI延伸部分接觸；

其中第一厚度不同于第二厚度。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種形成SOI器件的方法，包括以下步驟：

形成FET區(qū)，其包括SOI層；

形成STI區(qū)，其具有將SOI器件與相鄰的SOI器件分開的第一STI層，第一STI層具有第一厚度；

在FET區(qū)與STI區(qū)之間形成主體接觸區(qū)，主體接觸區(qū)具有SOI層的延伸部分以及具有第二厚度的上覆第二STI層；以及

形成主體接觸，其與SOI延伸部分接觸；

其中第一厚度不同于第二厚度。

根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種形成SOI器件的方法，包括以下步驟：

獲得具有體硅層的晶片；

在體硅上形成掩埋氧化物層；

在掩埋氧化物層上形成硅層，經(jīng)圖案化的硅層形成第一部分以及與第一部分鄰接的延伸部分，該延伸部分比第一部分??；

形成氧化物層，其包括在掩埋氧化物層上并且與延伸部分相鄰的第一STI區(qū)以及在延伸部分上的第二STI區(qū)，第一STI區(qū)和第二STI區(qū)形成鄰接分層STI，從而使得第一STI區(qū)與第二STI區(qū)具有不同厚度；

在硅層的第一部分上形成柵極，該柵極與硅層的第一部分包括FET區(qū)；

與延伸部分接觸的主體接觸，其中主體接觸、延伸部分以及第二STI層形成主體接觸區(qū)。

附圖說明

在所附權(quán)利要求中特別地闡明了被認(rèn)為新穎的本發(fā)明的特征以及本發(fā)明的元件特性。附圖僅出于說明的目的并且并未按比例繪制。然而，通過結(jié)合附圖參考接下來的詳細(xì)描述，可以關(guān)于操作方法和組織兩者最佳地理解本發(fā)明本身，在附圖中：

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的T-主體接觸的圖形表示。

圖2為根據(jù)本發(fā)明的具有主體接觸的SOI器件的圖形表示。

圖3至圖14圖示了制造除了主體接觸之外的圖2的SOI器件的工藝。

圖15至圖20圖示了用于制造圖2的SOI器件的主體接觸的第一工藝。