[發明專利]SOI MOS晶體管

有效

• 申請號: 201210154443.7
• 申請日: 2012-05-17
• 公開（公告）號: CN102683416A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 李瑩;畢津順;羅家俊;韓鄭生
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/10
• 代理公司: 北京漢昊知識產權代理事務所(普通合伙) 11370
• 代理人: 朱海波

技術領域

本發明涉及半導體晶體管領域，尤其涉及一種抑制SOI?MOS（Metal?Oxide?Semiconductor）晶體管浮體效應的SOI?MOS晶體管。?

背景技術

SOI（Silicon?On?Insulator）是指絕緣體上硅技術，SOI技術是公認的二十一世紀的主流半導體技術之一。SOI技術有效地克服了體硅材料的不足，充分發揮了硅集成電路技術的潛力，正逐漸成為制造高速、低功耗、高集成度和高可靠超大規模集成電路的主流技術。?

SOI?MOS根據有源體區是否耗盡分為部分耗盡SOI?MOS（PDSOI）和全耗盡SOI?MOS（FDSOI）。一般來說全耗盡SOI?MOS頂層硅膜比較薄，薄膜SOI硅片成本高，另一方面，全耗盡SOI?MOS閾值電壓不易控制。目前普遍采用的是部分耗盡SOI?MOS。部分耗盡SOI?MOS的有源體區并未完全耗盡，使得體區處于懸空狀態，碰撞電離產生的電荷無法迅速移走，這會導致SOI?MOS特有的浮體效應。對于SOI?NMOS溝道電子在漏端碰撞電離產生的電子-空穴對，空穴流向體區，SOI?MOS浮體效應導致空穴在體區積累從而抬高體區電勢，使得SOI?NMOS的閾值電壓降低繼而漏電流增加，導致晶體管的輸出特性曲線IdVd有翹曲現象，這一現象稱為Kink效應。Kink效應對晶體管和電路性能以及可靠性產生許多不利影響，在晶體管設計時應盡量抑制。對于SOIPMOS，由于空穴的電離碰撞電離產生的電子-空穴對遠低于SOI?NMOS，因此SOI?PMOS中的Kink效應不明顯。?

為了解決部分耗盡SOI?NMOS，通常采用體接觸（body?contact）的方法將“體”接固定電位（源端或地），常用的體接觸結構有T型柵結構，H型柵結構和BTS結構。但是，T型柵、H型柵結構由于P?型Si區體電阻的存在而不能有效抑制浮體效應，而溝道越寬，體電阻越大，浮體效應越顯著。且柵兩端的源體、漏體會產生側向漏電，進而影響晶體管整體性能。BTS結構直接在源區形成P+區，其缺點是源漏不對稱，使得源漏無法互換，有效溝道寬度減小，并且，源端的接觸引進了較大的寄生電容，使得晶體管性能變差。?

參考圖1和圖2，現有技術的H型柵結構的SOI?MOS晶體管中，體接觸區同時與源區和漏區體接觸，由于源區和體接觸區以及漏區和體接觸區的側向漏電，源漏之間會通過體接觸區形成電流通路，從而造成器件漏電流的增大。進而使得兩側poly成為偽MOS管，影響器件整體性能。?

因此，希望可以提出一種用于解決上述問題的SOI?MOS晶體管。?

發明內容

本發明的目的是提供一種體接觸SOI?MOS晶體管，所述SOI?MOS晶體管為對稱結構，源漏兩端可以互換，且可以更有效的抑制浮體效應，減小側向漏電、體電阻及體源、體漏寄生電容。?

根據本發明的目的，提供了一種SOI?MOS晶體管，包括：?

形狀連續的有源區，形成于SOI襯底的SOI層中；?

H型或T型柵極，包括主柵部分和至少一個擴展柵部分，其中每個擴展柵部分位于主柵部分在寬度方向上的一個末端并在主柵部分的長度方向上延伸；?

源區和漏區，分別位于主柵部分兩側的有源區中；?

源端體接觸區，位于源區一側的有源區中，并由擴展柵部分與源區隔離；?

與源端體接觸區分開的漏端體接觸區，位于漏區一側的有源區中，并由擴展柵部分與漏區隔離；?

其中，對于擴展柵部分之一的外側具有源端體接觸區和/或漏端體接觸區的情況，主柵部分在該擴展柵部分的一端在寬度方向上延伸超過有源區的邊界。?

與現有技術相比，本發明具有以下優點：?

1)更有效抑制浮體效應；?

2)減小長溝道晶體管寄生電容和寄生電阻的影響；?

3)減小側向泄漏電流；?

4)源漏兩端可以互換。?

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：?

圖1是根據現有技術的一種H型柵結構的SOI?MOS晶體管的俯視示意圖；?

圖2是根據現有技術的另一種H型柵結構的SOI?MOS晶體管的俯視示意圖；?

圖3是根據本發明的一個實施例的H型柵結構的SOI?MOS晶體管的俯視示意圖。?

具體實施方式