[發明專利]具有較小版圖面積的環柵場效應晶體管及其制備方法

在審

• 申請號: 201410490291.7
• 申請日: 2014-09-23
• 公開（公告）號: CN104241385A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 黃如;武唯康;安霞;劉靜靜;陳葉華;張曜;張興
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/10;H01L21/336
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11360
• 代理人: 朱紅濤

1.一種具有較小版圖面積的環柵場效應晶體管，其特征是，所述的環柵場效應晶體管包括：襯底(1)；在襯底上的淺槽隔離區STI(5)；在襯底上且被STI區包圍的源區(2)；被源區包圍的柵介質(7)；覆蓋在柵介質上的柵電極材料(4)；以及被柵包圍在中心的漏區(3)；

其中，所述的柵介質(7)具有折疊、嵌套或并列這三種結構之一或之二或之三的任意組合，使得柵介質(7)在較小的有源區面積下具有較大的柵寬，其中有源區面積包括源區、漏區和溝道區。

2.如權利要求1所述的環柵場效應晶體管，其特征是，所述的折疊結構，柵介質(7)首尾相連形成閉合圖形，相對的兩條邊彎曲折疊成方形鋸齒或波浪形。

3.如權利要求1所述的環柵場效應晶體管，其特征是，所述的嵌套結構，漏區(3)包圍著第二層柵介質(7’)和柵電極材料(4’)；以及被柵介質(7’)包圍的第二層源區(2’)；該結構可以按照源/漏/源/漏/…的方式進行多層嵌套。

4.如權利要求1所述的環柵場效應晶體管，其特征是，所述的并列結構，柵介質(7)為一系列方形并列連接在一起。

5.如權利要求1所述的環柵場效應晶體管，其特征是，所述襯底為體硅或SOI。

6.如權利要求1所述的環柵場效應晶體管，其特征是，所述的柵介質用氧化硅SiO₂或氮氧硅SiON。

7.如權利要求1所述的環柵場效應晶體管，其特征是，所述的柵介質用高k柵介質材料。

8.如權利要求2所述的環柵場效應晶體管，其特征是，在傳統的方形柵的環柵晶體管的基礎上，柵的四個邊可以分別獨立進行多次彎曲折疊。

9.如權利要求2所述的環柵場效應晶體管，其特征是，柵經過彎曲后存在的拐角可以為直角、折角或圓角，組成角的兩條邊所成的角度可以從90°到小于180°，90°時即為直角，角度增大即逐漸從直角過渡到多邊形折角，最終至圓角180°。

10.如權利要求3所述的環柵場效應晶體管，其特征是，存在拐角的地方有多種設計，拐角可以由兩條邊組成為90°角；或由多邊形組成，多邊形的每個角均大于90°；或拐角無限接近圓形180°。

11.如權利要求4所述的環柵場效應晶體管，其特征是，存在拐角的地方有多種設計，拐角可以由兩條邊組成為90°角；或由多邊形組成，多邊形的每個角均大于90°；或拐角無限接近圓形180°。

12.一種具有較小版圖面積的環柵場效應晶體管的制備方法，其特征是，包括如下步驟：

1)在襯底上熱生長二氧化硅與化學氣相淀積氮化硅作為掩模；

2)利用光刻技術刻蝕二氧化硅與氮化硅，并刻蝕硅襯底形成溝槽；

3)淀積STI氧化層，并用化學機械拋光技術對表面進行平整化處理；

4)對溝道進行摻雜形成摻雜區，熱生長一層二氧化硅柵介質，淀積多晶硅柵極；

5)利用光刻技術對柵極進行光刻，形成柵；

6)對源極漏極離子注入。