一種mos場效應管及其製作方法
2023-06-15 13:26:11 2
專利名稱：一種mos場效應管及其製作方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體技術領域，尤其是一種MOS場效應管及其製作方法。
背景技術：
圖1為已有技術的MOS場效應管橫截面結構示意圖。如圖1所示，在矽區域兩邊為淺溝道隔離區域，上方為柵氧，柵氧上方為多晶矽柵。在目前常規的MOS場效應管中，多晶矽柵的寬度在場效應管的寬度方向是均勻的。圖2為已有技術的MOS場效應管版圖示意圖。如圖2所示，在W方向上，即在場效應管的寬度方向上，多晶矽柵的寬度是均勻的。
在已有技術的運用淺溝道隔離工藝(STI)的MOS場效應管中，通常容易存在反窄溝道效應。反窄溝道效應等效於在「主電晶體」兩側靠近矽區域與淺溝道隔離區域交界處的地方並聯附加了兩個閾值電壓(Vt)相對較低的「寄生電晶體」。因此，這種反窄溝道效應會造成電晶體閾值電壓下降。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種MOS場效應管及其製作方法，加寬靠近場效應管邊緣的多晶矽柵，從而改善反窄溝道效應，提高電晶體閾值電壓。
為解決上述技術問題，本發明一種MOS場效應管的技術方案是，該MOS場效應管多晶矽柵在MOS場效應管溝道方向上的寬度，從靠近矽區域與淺溝道隔離區域交界處的矽區域內的某處到矽區域與淺溝道隔離區域交界處線性地增加。
本發明一種製作MOS場效應管的技術方案是，首先，根據反窄溝道效應的嚴重程度、MOS場效應管的綜合特性，以及版圖設計規則定義該多晶矽柵形狀改變的幾何參數；其次，根據第一步中確定的幾何參數改變版圖。
本發明通過線性地增加從靠近矽區域與淺溝道隔離區域交界處的矽區域內的某處到矽區域與淺溝道隔離區域交界處MOS場效應管多晶矽柵的寬度，改善反窄溝道效應，提高電晶體閾值電壓。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述圖1為已有技術的MOS場效應管橫截面結構示意圖；圖2為已有技術的MOS場效應管版圖示意圖；圖3為本發明MOS場效應管版圖示意圖；圖4為本發明MOS場效應管版圖示意圖局部放大圖。
具體實施例方式
圖3為本發明一種MOS場效應管版圖示意圖。本發明一種MOS場效應管，在矽區域兩邊為淺溝道隔離區域，上方為柵氧，柵氧上方為多晶矽柵。如圖3所示，該MOS場效應管多晶矽柵的寬度，在W方向，從靠近矽區域與淺溝道隔離區域交界處的矽區域內的某處到矽區域與淺溝道隔離區域交界處線性地增加。圖4為本發明MOS場效應管版圖示意圖局部放大圖。如圖4所示，在距離矽區域與淺溝道隔離區域交界處的矽區域內長度為b的位置處的多晶矽柵的寬度比上述矽區域與淺溝道隔離區域交界處的多晶矽柵的寬度多a，線性增加的比例為a/b。
為了製作本發明的MOS場效應管，本發明一種製作MOS場效應管的方法，首先根據低壓電晶體反窄溝道效應的嚴重程度，中壓電晶體柵氧的厚度，低壓電晶體柵氧的厚度，低壓電晶體的綜合器件特性，以及相關的版圖設計規則對多晶矽柵的版圖幾何參數「a」和「b」進行優化。
參數「a」和「b」確定之後，對版圖進行相應的修改，增加靠近場效應管邊緣的多晶矽柵的寬度。從而在常規工藝基礎上通過修改版圖改變靠近矽區域與淺溝道隔離區域交界處多晶矽柵的寬度和形狀。使得該多晶矽柵的寬度從靠近矽區域與淺溝道隔離區域交界處的矽區域內的某處到矽區域與淺溝道隔離區域交界處線性地變寬。加寬了靠近場效應管邊緣的多晶矽柵，等效於增加了「寄生電晶體」的溝道長度。而增加「寄生電晶體」的溝道長度將有效地降低其漏電流並提高其閾值電壓，從而降低總電晶體的漏電流並提高總電晶體的閾值電壓。
本發明在通過在常規工藝基礎上修改版圖，線性增加該多晶矽柵的寬度從靠近矽區域與淺溝道隔離區域交界處的矽區域內的某處到矽區域與淺溝道隔離區域交界處多晶矽柵的厚度，等效於增加「寄生電晶體」的溝道長度，降低其漏電流並提高「寄生電晶體閾值電壓，從而降低總電晶體的漏電流並提高總電晶體的閾值電壓。從而改善MOS場效應管反窄溝道效應引起的閾值電壓下降的問題。
權利要求
1.一種MOS場效應管，其特徵在於，該MOS場效應管多晶矽柵在MOS場效應管溝道方向上的寬度，從靠近矽區域與淺溝道隔離區域交界處的矽區域內的某處到矽區域與淺溝道隔離區域交界處線性地增加。
2.根據權利要求1的一種MOS場效應管，其特徵在於，靠近矽區域與淺溝道隔離區域交界處的矽區域內的某處到矽區域與淺溝道隔離區域交界處的距離由低壓電晶體反窄溝道效應的嚴重程度、中壓電晶體柵氧的厚度、低壓電晶體柵氧的厚度，低壓電晶體的器件綜合特性，以及版圖設計規則確定。
3.一種製作權利要求1所述的MOS場效應管的方法，其特徵在於，首先，根據反窄溝道效應的嚴重程度、MOS場效應管的綜合特性，以及版圖設計規則定義該多晶矽柵形狀改變的幾何參數；其次，根據第一步中確定的幾何參數改變版圖。
4.根據權利要求3所述的一種製作MOS場效應管的方法，其特徵在於，第一步中的幾何參數包括，MOS場效應管多晶矽柵在MOS場效應管溝道方向上的寬度在矽區域與淺溝道隔離區域交界處增加的寬度，以及從與上述增加的寬度對應的矽區域與淺溝道隔離區域交界處到靠近矽區域與淺溝道隔離區域交界處的矽區域內的某處的距離。
全文摘要
本發明公開了一種MOS場效應管，該MOS場效應管多晶矽柵的寬度，從靠近矽區域與淺溝道隔離區域交界處的矽區域內的某處到矽區域與淺溝道隔離區域交界處線性地增加。本發明一種製作MOS場效應管的方法，首先，根據反窄溝道效應的嚴重程度，MOS場效應管的綜合特性，定義該多晶矽柵形狀改變的幾何參數；其次，根據第一步中確定的幾何參數改變版圖。本發明在通過線性增加場效應管邊緣的多晶矽柵的寬度，等效於增加「寄生電晶體」的溝道長度，降低其漏電流並提高「寄生電晶體閾值電壓，從而降低總電晶體的漏電流並提高總電晶體的閾值電壓。從而改善MOS場效應管反窄溝道效應引起的閾值電壓下降的問題。
文檔編號H01L21/336GK1983631SQ20051011143
公開日2007年6月20日 申請日期2005年12月13日 優先權日2005年12月13日
發明者伍宏, 陳曉波 申請人:上海華虹Nec電子有限公司