雙柵mos器件的製作方法

2023-05-02 06:52:56

專利名稱：雙柵mos器件的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種金屬－氧化物－半導體(MOS)器件的結構。特別涉及一種具有兩個不同厚度氧化物柵區的金屬－氧化物－半導體器件結構。
現有金屬－氧化物－半導體器件都只有單一的均勻氧化層柵區與單一金屬層柵極，器件一旦製成，柵壓～溝道電導的線性特性就已固定，無法進行調節。這種情況對於某些應用需求，特別是對於在寬廣範圍內實現電壓－電導轉換功能的應用需求不能適應。
為了克服現有技術的上述缺陷，本實用新型在同一金屬－氧化物－半導體器件中設置兩個不同厚度的氧化物柵區，以及在這兩個柵區之上分別設置金屬層柵極，並使這種雙柵MOS結構兩側的源區及漏區連通，保持單一的源極和漏極。由此在源漏之間形成的溝道電導乃是兩個柵區下面半導體表面溝道的並聯電導，這就使得其中的一個柵壓～溝道電導線性特性能由另一柵壓調節。圖1為現有MOS器件的柵壓～溝道電導特性曲線，其中縱坐標G為溝道電導，橫坐標Vg為柵壓，每一MOS器件的Vg～G特性曲線是唯一的，不能調節。圖2為本發明雙柵MOS器件柵壓～溝道電導特性曲線，其中縱坐標G仍為溝道電導，橫坐標Vg1為厚柵的柵壓，這時的Vg1～G特性曲線可以由另一薄柵柵壓Vg2調節，特別是在應用中往往需要Vg1～G特性曲線通過原點時，這種雙柵MOS器件總能通過調節Vg2使之實現。
本實用新型雙柵MOS器件不論是用P溝道還是用n溝道的結構均能實現。圖3示出本實用新型一項實施例的P溝道雙柵MOS器件結構示意圖，其中1為n型Si襯底，2為薄柵氧化層，3為薄柵金屬層柵極，4為厚柵氧化層，5為厚柵金屬層柵極，6為P＋源區，7為金屬層源極，8為P＋漏區，9為金屬層漏極。該實施例的厚柵氧化層(4)控制在0.5至2.5微米的範圍內，薄柵氧化層(2)控制在0.05至0.15微米的範圍內，這樣的厚柵柵極能夠適應數百伏較高電壓～溝道電導的線性變換，並能通過調節在這樣的薄柵柵極上所加的直流低壓使厚柵柵壓～溝道電導特性曲線通過原點。這樣的雙柵MOS器件有四個引出端，如圖4所示，有厚柵柵極引出端g1，薄柵柵極引出端g2，源極引出端S，漏極引出端D。
在一些應用領域內，如在電功率測量中，往往需要在比較寬廣的數值範圍內進行電壓～電導的線性變換，而本實用新型雙柵MOS器件正是實現這類功能的極為簡便和有效的手段。


圖1為現有MOS器件的柵壓～溝道電導特性曲線，其中橫坐標Vg為柵壓，縱坐標G為溝道電導。
圖2為本實用新型雙柵MOS器件的厚柵柵壓～溝道電導特性曲線族，其中橫坐標Vg1為厚柵柵壓，縱坐標G為溝道電導，每一根Vg1～G特性曲線與一個薄柵柵壓值Vg2對應。
圖3為本實用新型一項實施例P溝道雙柵MOS器件結構示意圖，其中1為n型Si襯底，2為薄柵氧化層，3為薄柵金屬層柵極，4為厚柵氧化層，5為厚柵金屬層柵極，6為P＋源區，7為金屬層源極，8為P＋漏區，9為金屬層漏極。
圖4為本實用新型雙柵MOS器件外引端示意圖，其中g1為厚柵柵極引出端，g2為薄柵柵極引出端，S為源極引出端，D為漏極引出端。
權利要求1.一種金屬-氧化物-半導體器件，其特徵在於，它有兩個不同厚度的氧化物柵區，並在這兩個柵區上分別設置金屬層柵極，兩個柵區兩側的源極以及漏極均互相連通為單一的源極與漏極。
2.按照權利要求1所述金屬－氧化物－半導體器件的特徵為，在所述兩個不同厚度氧化物柵區中，厚柵區氧化物厚度在0.5至2.5微米的範圍內，薄柵區氧化物厚度在0.05至0.15微米的範圍內。
專利摘要本實用新型公開了一種雙柵MOS器件，它有兩個不同厚度的氧化物柵區，並有各自分開的金屬層柵極，源極和漏極均保持單一。這種器件的厚柵柵壓—溝道電導線性特性可由薄柵柵壓進行調節，它能滿足在寬廣數值範圍內進行電壓—電導線性變換的應用需求。
文檔編號H01L29/78GK2038669SQ88220839
公開日1989年5月31日 申請日期1988年12月15日 優先權日1988年12月15日
發明者林雨, 陸文蘭, 王志英 申請人:中國科學院半導體研究所