Soi動態(tài)閾值晶體管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種SOI動態(tài)閾值晶體管，包括半導(dǎo)體襯底、第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)、第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)、體接觸區(qū)、源區(qū)、漏區(qū)及第一接觸孔；柵極通過第一接觸孔與體接觸區(qū)相連接。通過采用體接觸區(qū)公用的方法，可以提高體接觸區(qū)利用率，降低寄生電容，同時(shí)，采用多邊連接的方式，可以實(shí)現(xiàn)較低的柵電阻。當(dāng)器件處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，器件閾值較高，泄露電流低，當(dāng)器件處于開啟狀態(tài)時(shí)，由于體效應(yīng)的影響，器件閾值電壓降低，電流增大。因此器件可以具有陡峭的亞閾值斜率和較大的飽和電流，同時(shí)，器件工作電壓低，十分適用于低功耗應(yīng)用。采用本發(fā)明的設(shè)計(jì)方法，可以改善寄生電阻電容，在射頻應(yīng)用領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
【專利說明】SOI動態(tài)閾值晶體管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種SOI動態(tài)閾值晶體管。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)廣泛應(yīng)用于集成電路設(shè)計(jì)中。對于手持應(yīng)用，如手機(jī)，音樂播放器，平板電腦等應(yīng)用來說，較低的功耗可以大大延長設(shè)備的使用時(shí)間。絕緣硅技術(shù)(SOI)，由于具有埋氧層，其寄生電容低，器件的直接頻率相對于體硅技術(shù)更高，而且，SOI技術(shù)實(shí)現(xiàn)了單個(gè)器件的全介質(zhì)隔離，消除了閂鎖效應(yīng)，并且泄漏電流低，十分適合低功耗，高性能的應(yīng)用領(lǐng)域。同時(shí)，動態(tài)閾值晶體管的出現(xiàn)，使得SOI器件和電路功耗大大降低，同時(shí)也抑制了浮體效應(yīng)。隨著高阻襯底的應(yīng)用，絕緣硅襯底上集成高品質(zhì)的集成電感成為可能,且集成度更高，同時(shí)由于其抗串?dāng)_能力強(qiáng)，在SoC芯片領(lǐng)域具有有數(shù)，有利于數(shù)字、模擬、射頻電路的集成。相對于射頻技術(shù)中廣泛使用的化合物技術(shù)，其成本低廉，更適合民用消費(fèi)類電子?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，絕緣硅技術(shù)在射頻【技術(shù)領(lǐng)域】獲得了廣泛的關(guān)注。SOI動態(tài)閾值晶體管一般采用柵極與體接觸區(qū)域相連接的方式實(shí)現(xiàn)動態(tài)閾值控制，然后，體接觸區(qū)會增加器件的寄生效應(yīng)，如寄生電阻、寄生電容，從而會影響器件的射頻性能，尤其是震蕩頻率降低了器件的截止頻率和振蕩頻率，如何改善器件的頻率特性一直是器件工作著的研究重點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種經(jīng)過優(yōu)化的SOI動態(tài)閾值晶體管的設(shè)計(jì)方法，該方法可以有效的減小寄生電阻和寄生電容，提高最大震蕩頻率，尤其是針對插指數(shù)較少的應(yīng)用條件下，相對于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，效果明顯。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種SOI動態(tài)閾值晶體管，所述SOI動態(tài)閾值晶體管至少包括:半導(dǎo)體襯底、第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)、第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)、體接觸區(qū)、源區(qū)、漏區(qū)及第一接觸孔；所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)與所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)均包括:兩個(gè)平行分布的第一條狀柵極及多個(gè)位于所述兩個(gè)第一條狀柵極之間且與所述第一條狀柵極垂直連接的第二條狀柵極；所述第一條狀柵極及第二條狀柵極將所述半導(dǎo)體襯底隔成多個(gè)區(qū)域，所述源區(qū)及漏區(qū)交替分布于所述多個(gè)區(qū)域內(nèi)；所述體接觸區(qū)為多個(gè)，平行分布于所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)及所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)之間，為所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)及所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)所共用；靠近所述體接觸區(qū)的兩個(gè)第一條狀柵極通過所述第一接觸孔與所述體接觸區(qū)相連接。
[0005]優(yōu)選地，所述靠近體接觸區(qū)的兩個(gè)所述第一條狀柵極分別橫跨所有所述體接觸區(qū)，且與所述體接觸區(qū)部分重疊；所述靠近體接觸區(qū)的兩個(gè)第一條狀柵極之間相隔一定的間距。
[0006]優(yōu)選地，所述第一接觸孔橫跨所述靠近體接觸區(qū)的兩個(gè)第一條狀柵極之間的體接觸區(qū)部分，其兩端分別位于所述靠近體接觸區(qū)的兩個(gè)第一條狀柵極與所述體接觸區(qū)重疊的區(qū)域。
[0007]優(yōu)選地，所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)及所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)均包括位于所述半導(dǎo)體襯底上的柵介質(zhì)層及位于所述柵介質(zhì)層上的柵極材料層。
[0008]優(yōu)選地，位于所述靠近體接觸區(qū)的兩個(gè)第一條狀柵極與所述體接觸區(qū)重疊的區(qū)域內(nèi)的第一接觸孔的端部貫穿所述柵極材料層，所述第一接觸孔端部的底部位于所述柵介質(zhì)層的上表面。
[0009]優(yōu)選地，所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)內(nèi)的柵極與所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)內(nèi)的柵極通過金屬線并聯(lián)。
[0010]優(yōu)選地，所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)內(nèi)的各個(gè)所述漏區(qū)分別通過金屬線短接，所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)內(nèi)的各個(gè)所述漏區(qū)通過金屬線短接；所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)內(nèi)的漏區(qū)與所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)內(nèi)的漏區(qū)通過金屬線并聯(lián)。
[0011]優(yōu)選地，所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)與所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)對稱地分布在所述體接觸區(qū)的兩端。
[0012]優(yōu)選地，所述體接觸區(qū)的數(shù)量與每個(gè)多叉指柵極結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述第二條狀柵極的數(shù)量相同，所述體接觸區(qū)與所述第一條狀柵極垂直；且每個(gè)所述體接觸區(qū)位于其兩端的所述第二條狀柵極在所述半導(dǎo)體襯底上的投影連線上。
[0013]優(yōu)選地，所述SOI動態(tài)閾值晶體管還包括虛擬柵極，所述虛擬柵極分別位于所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)及所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)的兩端，且位于每個(gè)多叉指柵極結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述兩個(gè)第一條狀柵極之間的區(qū)域，與每個(gè)多叉指柵極結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述第一條狀柵極及所述第二條狀柵極均相隔一定的間距。
[0014]如上所述，本發(fā)明的SOI動態(tài)閾值晶體管，具有以下有益效果:(1)相比較普通的SOI動態(tài)閾值晶體管，其有源區(qū)的利用率高，在相同總的柵寬條件下，體接觸區(qū)域面積減小了一半，集成度可以提高；(2)體接觸區(qū)被其兩側(cè)有源區(qū)公用，金屬連線所占面積降低，可以降低寄生電容；(3)相比較普通的動態(tài)閾值晶體管，將體接觸區(qū)與柵極在晶體管中間實(shí)現(xiàn)互連，可以減小沿著寬度方向的體電阻，從而改善了晶體管的射頻性能；(4)在不增加布線難度的情況下實(shí)現(xiàn)第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)及第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)的并聯(lián)，減小了柵極電阻；(5)在不增加布線難度的情況下實(shí)現(xiàn)第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)內(nèi)的漏區(qū)與第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)內(nèi)的漏區(qū)的并聯(lián)，減小了漏區(qū)電阻(6)具有陡峭的亞閾值斜率和較大的飽和電流；具有較低的工作電壓，十分適用于低功耗應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1顯示為本發(fā)明的SOI動態(tài)閾值晶體管的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2顯示為本發(fā)明的SOI動態(tài)閾值晶體管沿AA’截面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3顯示為本發(fā)明的SOI動態(tài)閾值晶體管沿BB’截面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]元件標(biāo)號說明
[0019]10 半導(dǎo)體襯底
[0020]101 背襯底
[0021]102 埋氧層
[0022]103 頂層硅
[0023]20第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)
[0024]201第一條狀柵極
[0025]202第二條狀柵極
[0026]2021柵介質(zhì)層
[0027]2022柵極材料層
[0028]21第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)
[0029]22虛擬柵極
[0030]30體接觸區(qū)
[0031]31體區(qū)
[0032]40源區(qū)
[0033]50漏區(qū)
[0034]60金屬線層
[0035]70第一接觸孔
[0036]71第二接觸孔
[0037]80隔離結(jié)構(gòu)
[0038]90第一導(dǎo)電類型離子注入?yún)^(qū)
[0039]91第二導(dǎo)電類型離子注入?yún)^(qū)

【具體實(shí)施方式】
[0040]以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0041]請參閱圖1至圖3。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，雖圖示中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0042]請參閱圖1，本發(fā)明提供一種SOI動態(tài)閾值晶體管，所述SOI動態(tài)閾值晶體管至少包括:半導(dǎo)體襯底10、第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)20、第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)21、體接觸區(qū)30、源區(qū)40、漏區(qū)50及第一接觸孔70 ;所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)20與所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)21均包括:兩個(gè)平行分布的第一條狀柵極201及多個(gè)位于所述兩個(gè)第一條狀柵極201之間且與所述第一條狀柵極201垂直連接的第二條狀柵極202 ;所述第一條狀柵極201及所述第二條狀柵極202將所述半導(dǎo)體襯底10隔成多個(gè)區(qū)域，所述源區(qū)40及漏區(qū)50交替分布于所述多個(gè)區(qū)域內(nèi)；所述體接觸區(qū)30為多個(gè)，平行分布于所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)20及所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)21之間，為所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)20及所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)21所共用；靠近所述體接觸區(qū)30的兩個(gè)所述第一條狀柵極201通過所述第一接觸孔70與所述體接觸區(qū)30相連接。將一個(gè)所述體接觸區(qū)30為兩邊的所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)20及所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)21共用并進(jìn)行有效地體接觸，相較于傳統(tǒng)的SOI動態(tài)閾值晶體管，在總的柵寬不便的前提下，體接觸區(qū)的面積減小了一半，節(jié)省了器件在芯片中所占的空間，提高了器件的集成度；同時(shí)，使得金屬連線所占的面積降低，進(jìn)而有效地降低器件的寄生電容。將所述體接觸區(qū)30與所述柵極通過所述第一接觸孔70相連接，相較于現(xiàn)有的動態(tài)閾值晶體管來說，由于所述柵極與所述體接觸區(qū)30是在晶體管內(nèi)上下連接，這就減小了器件沿著寬度方向的體電阻，從而改善了晶體管的射頻性能。
[0043]具體的，所述靠近體接觸區(qū)30的兩個(gè)所述第一條狀柵極201分別橫跨所有所述體接觸區(qū)30，所述靠近體接觸區(qū)30的兩個(gè)第一條狀柵極201與所述體接觸區(qū)30部分重疊，且所述兩個(gè)第一條狀柵極201之間相隔一定的間距。
[0044]具體的，所述靠近體接觸區(qū)30的兩個(gè)所述第一條狀柵極201通過第一接觸孔70相連接，即如圖1中所示，所述第一接觸孔70橫跨所述靠近體接觸區(qū)30的兩個(gè)第一條狀柵極201之間的體接觸區(qū)30部分，其兩端分別位于所述靠近體接觸區(qū)30的兩個(gè)第一條狀柵極201與所述體接觸區(qū)30重疊的區(qū)域。
[0045]具體的，所述半導(dǎo)體襯底10可以為SOI襯底、體硅襯底、GaAs襯底、GaN襯底、InP襯底等，優(yōu)選地，本實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體襯底10為SOI襯底。
[0046]具體的，所述多叉指柵極結(jié)構(gòu)還包括第一有源區(qū)(未示出)、第二有源區(qū)(未示出)及連接所述第一有源區(qū)及第二有源區(qū)的多個(gè)支有源區(qū)(未示出)。所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)20內(nèi)的所述第二條狀柵極202、所述源區(qū)40及所述漏區(qū)50均位于所述第一有源區(qū)對應(yīng)的區(qū)域；所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)21內(nèi)的所述第二條狀柵極202、所述源區(qū)40及所述漏區(qū)50均位于所述第二有源區(qū)對應(yīng)的區(qū)域；所述體接觸區(qū)30位于所述支有源區(qū)對應(yīng)的區(qū)域。即所述第一有源區(qū)與所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)20內(nèi)的所述第二條狀柵極202、所述源區(qū)40及所述漏區(qū)50所在的區(qū)域相重合；所述第二有源區(qū)與所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)21內(nèi)的所述第二條狀柵極202、所述源區(qū)40及所述漏區(qū)50所在的區(qū)域相重合；所述支有源區(qū)對應(yīng)的區(qū)域與所述體接觸區(qū)30所在的區(qū)域重合。
[0047]具體的，所述源區(qū)40及所述漏區(qū)50通過對第一導(dǎo)電類型離子注入?yún)^(qū)域90內(nèi)的第一有源區(qū)及第二有源區(qū)進(jìn)行第一導(dǎo)電類型的離子注入而形成；所述體接觸區(qū)30通過對第二導(dǎo)電類型離子注入?yún)^(qū)域91進(jìn)行第二導(dǎo)電類型的離子注入而形成。
[0048]具體的，所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)20與所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)21對稱地分布在所述體接觸區(qū)30的兩端。所述體接觸區(qū)30的數(shù)量與每個(gè)多叉指柵極結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述第二條狀柵極202的數(shù)量相同，所述體接觸區(qū)30與所述第一條狀柵極201垂直；且每個(gè)所述體接觸區(qū)30位于其兩端的所述第二條狀柵極202在所述半導(dǎo)體襯底10上的投影連線上。
[0049]具體的，所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)20內(nèi)的各個(gè)所述漏區(qū)50經(jīng)由第二接觸孔71通過金屬線(未示出)短接，所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)21內(nèi)的各個(gè)所述漏區(qū)50經(jīng)由第二接觸孔71通過金屬線短接；所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)20內(nèi)的漏區(qū)50與所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)21內(nèi)的漏區(qū)50通過金屬線并聯(lián)。在不增加布線難度的情況下將所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)20內(nèi)的漏區(qū)50與所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)21內(nèi)的漏區(qū)50通過金屬線并聯(lián)，可以有效地降低漏區(qū)電阻，提高器件的性能，并在一定程度上降低電流在漏區(qū)電阻上的功耗。
[0050]具體的，所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)20內(nèi)的柵極與所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)21內(nèi)的柵極經(jīng)由第二接觸孔71通過金屬線并聯(lián)。在不增加布線難度的情況下將所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)20內(nèi)的柵極與所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)21內(nèi)的柵極通過金屬線并聯(lián)，可以有效地降低器件的柵極電阻。需要說明的是，所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)20內(nèi)的柵極及所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)21內(nèi)的柵極均由遠(yuǎn)離所述體接觸區(qū)30的第一條狀柵極201引出，即在遠(yuǎn)離所述體接觸區(qū)30的第一條狀柵極201上方形成連接所述柵極及金屬線層的第二接觸孔71最終實(shí)現(xiàn)所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)20內(nèi)的柵極與所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)21內(nèi)的柵極的并聯(lián)。
[0051]具體的，所述SOI動態(tài)閾值晶體管還可以包括虛擬柵極22，所述虛擬柵極22分別位于所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)20及所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)21的兩端，且位于每個(gè)多叉指柵極結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述兩個(gè)第一條狀柵極201之間的區(qū)域，與每個(gè)多叉指柵極結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述第一條狀柵極201及所述第二條狀柵極202均相隔一定的間距。
[0052]如圖2所示，圖2為圖1沿AA’截面的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖2可知，所述半導(dǎo)體襯底10為SOI襯底，由下至上依次包括背襯底101、埋氧層102和頂層硅103 ;所述頂層硅103內(nèi)形成有體區(qū)31、與所述體區(qū)31相連接的所述體接觸區(qū)30及位于所述體區(qū)31遠(yuǎn)離所述體接觸區(qū)30 —側(cè)的隔離結(jié)構(gòu)80 ;所述半導(dǎo)體襯底10上形成有柵極，所述柵極包括結(jié)合于所述半導(dǎo)體襯底10上的柵介質(zhì)層2021及位于所述柵介質(zhì)層2021上的柵極材料層2022 ;所述第一接觸孔70將所述柵極及所述體接觸區(qū)30上下連接。所述柵介質(zhì)層2021的材料可以為二氧化硅、氮化硅或高k介質(zhì)材料等，所述柵極材料層2022的材料可以為多晶硅等。需要說明的是，以上所列舉的幾種材料僅為本發(fā)明的幾種優(yōu)選方案，在實(shí)際的生產(chǎn)中，并不限定于此。
[0053]具體的，位于所述靠近體接觸區(qū)30的兩個(gè)第一條狀柵極201與所述體接觸區(qū)30重疊的區(qū)域內(nèi)的第一接觸孔70的端部貫穿所述柵極材料層2022，所述第一接觸孔70端部的底部位于所述柵介質(zhì)層2021的上表面。
[0054]需要說明的是，所述第二條狀柵極202的上方及四周形成有隔離介質(zhì)層(未示出)，所述第一接觸孔70形成于所述隔離介質(zhì)層內(nèi)，所述金屬線層60形成于隔離介質(zhì)層上方。
[0055]如圖3所示，圖3為圖1沿BB’截面的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖3可知，所述體區(qū)9將各所述源區(qū)40及各漏區(qū)50隔開。
[0056]需要說明的是，所述SOI動態(tài)閾值晶體管還包括用于隔離各柵極、金屬線及覆蓋于漏區(qū)、源區(qū)及體接觸區(qū)上的介質(zhì)層，本實(shí)施例的附圖中并未予以示出。
[0057]本發(fā)明的SOI動態(tài)閾值晶體管的制作方法至少包括以下步驟:
[0058]步驟一:提供一半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上形成有源區(qū)；
[0059]步驟二:在形成有有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底上生長柵介質(zhì)層；
[0060]步驟三:在所述柵介質(zhì)層上形成柵極材料層；
[0061]步驟四:對源區(qū)及漏區(qū)所對應(yīng)的區(qū)域進(jìn)行離子注入，所注入的離子為第一導(dǎo)電類型的離子，第一導(dǎo)電類型的離子注入?yún)^(qū)域?yàn)閳D1中的第一導(dǎo)電類型離子注入?yún)^(qū)域90 ；
[0062]步驟五:對體接觸區(qū)對應(yīng)的區(qū)域進(jìn)行離子注入，所注入的離子為第二導(dǎo)電類型的離子，所述第二導(dǎo)電類型的離子注入?yún)^(qū)域?yàn)閳D1中的第二導(dǎo)電類型離子注入?yún)^(qū)域91 ；
[0063]步驟六:刻蝕形成接觸孔；
[0064]步驟七:沉積金屬形成金屬電極的互聯(lián)。
[0065]具體的，所述第一導(dǎo)電類型的離子可以為N型離子，而此時(shí)所述第二導(dǎo)電類型的離子為P型離子。
[0066]具體的，所述第一導(dǎo)電類型的離子可以為P型離子，而此時(shí)所述第二導(dǎo)電類型的離子為N型離子。
[0067]綜上所述，本發(fā)明提出了一種SOI動態(tài)閾值晶體管，本發(fā)明的SOI動態(tài)閾值晶體管通過采用體接觸區(qū)公用的方法，可以提高體接觸區(qū)利用率，降低寄生電容，同時(shí)，采用多邊連接的方式，可以實(shí)現(xiàn)較低的柵電阻。當(dāng)器件處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，器件閾值較高，泄露電流低，當(dāng)器件處于開啟狀態(tài)時(shí)，由于體效應(yīng)的影響，器件閾值電壓降低，電流增大。因此器件可以具有陡峭的亞閾值斜率和較大的飽和電流，同時(shí)，器件工作電壓低，十分適用于低功耗應(yīng)用。采用本發(fā)明的設(shè)計(jì)方法，可以改善寄生電阻電容，在射頻應(yīng)用領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
[0068]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種SOI動態(tài)閾值晶體管，其特征在于，包括:半導(dǎo)體襯底、第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)、第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)、體接觸區(qū)、源區(qū)、漏區(qū)及第一接觸孔； 所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)與所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)均包括:兩個(gè)平行分布的第一條狀柵極及多個(gè)位于所述兩個(gè)第一條狀柵極之間且與所述第一條狀柵極垂直連接的第二條狀柵極；所述第一條狀柵極及第二條狀柵極將所述半導(dǎo)體襯底隔成多個(gè)區(qū)域，所述源區(qū)及漏區(qū)交替分布于所述多個(gè)區(qū)域內(nèi)； 所述體接觸區(qū)為多個(gè)，平行分布于所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)及所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)之間，為所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)及所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)所共用； 靠近所述體接觸區(qū)的兩個(gè)第一條狀柵極通過所述第一接觸孔與所述體接觸區(qū)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SOI動態(tài)閾值晶體管，其特征在于:所述靠近體接觸區(qū)的兩個(gè)第一條狀柵極分別橫跨所有所述體接觸區(qū)，且與所述體接觸區(qū)部分重疊；所述靠近體接觸區(qū)的兩個(gè)第一條狀柵極之間相隔一定的間距。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的SOI動態(tài)閾值晶體管，其特征在于:所述第一接觸孔橫跨所述靠近體接觸區(qū)的兩個(gè)第一條狀柵極之間的體接觸區(qū)部分，其兩端分別位于所述靠近體接觸區(qū)的兩個(gè)第一條狀柵極與所述體接觸區(qū)重疊的區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的SOI動態(tài)閾值晶體管，其特征在于:所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)及所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)均包括位于所述半導(dǎo)體襯底上的柵介質(zhì)層及位于所述柵介質(zhì)層上的柵極材料層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的SOI動態(tài)閾值晶體管，其特征在于:位于所述靠近體接觸區(qū)的兩個(gè)第一條狀柵極與所述體接觸區(qū)重疊的區(qū)域內(nèi)的第一接觸孔的端部貫穿所述柵極材料層，所述第一接觸孔端部的底部位于所述柵介質(zhì)層的上表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SOI動態(tài)閾值晶體管，其特征在于:所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)內(nèi)的柵極與所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)內(nèi)的柵極通過金屬線并聯(lián)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SOI動態(tài)閾值晶體管，其特征在于:所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)內(nèi)的各個(gè)所述漏區(qū)分別通過金屬線短接，所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)內(nèi)的各個(gè)所述漏區(qū)通過金屬線短接；所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)內(nèi)的漏區(qū)與所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)內(nèi)的漏區(qū)通過金屬線并聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SOI動態(tài)閾值晶體管，其特征在于:所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)與所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)對稱地分布在所述體接觸區(qū)的兩端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的SOI動態(tài)閾值晶體管，其特征在于:所述體接觸區(qū)的數(shù)量與每個(gè)多叉指柵極結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述第二條狀柵極的數(shù)量相同，所述體接觸區(qū)與所述第一條狀柵極垂直；且每個(gè)所述體接觸區(qū)位于其兩端的所述第二條狀柵極在所述半導(dǎo)體襯底上的投影連線上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的SOI動態(tài)閾值晶體管，其特征在于:所述SOI動態(tài)閾值晶體管還包括虛擬柵極，所述虛擬柵極分別位于所述第一多叉指柵極結(jié)構(gòu)及所述第二多叉指柵極結(jié)構(gòu)的兩端，且位于每個(gè)多叉指柵極結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述兩個(gè)第一條狀柵極之間的區(qū)域，與每個(gè)多叉指柵極結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述第一條狀柵極及所述第二條狀柵極均相隔一定的間距。
【文檔編號】H01L29/78GK104362174SQ201410675314
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】陳靜, 呂凱, 羅杰馨, 柴展, 何偉偉, 黃建強(qiáng), 王曦 申請人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所