[发明专利]SOI动态阈值晶体管

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，特别是涉及一种SOI动态阈值晶体管。

背景技术

随着半导体技术的不断发展，金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)广泛应用于集成电路设计中。对于手持应用，如手机，音乐播放器，平板电脑等应用来说，较低的功耗可以大大延长设备的使用时间。绝缘硅技术(SOI)，由于具有埋氧层，其寄生电容低，器件的直接频率相对于体硅技术更高，而且，SOI技术实现了单个器件的全介质隔离，消除了闩锁效应，并且泄漏电流低，十分适合低功耗，高性能的应用领域。同时，动态阈值晶体管的出现，使得SOI器件和电路功耗大大降低，同时也抑制了浮体效应。随着高阻衬底的应用，绝缘硅衬底上集成高品质的集成电感成为可能，且集成度更高，同时由于其抗串扰能力强，在SoC芯片领域具有有数，有利于数字、模拟、射频电路的集成。相对于射频技术中广泛使用的化合物技术，其成本低廉，更适合民用消费类电子。基于以上优点，绝缘硅技术在射频技术领域获得了广泛的关注。SOI动态阈值晶体管一般采用栅极与体接触区域相连接的方式实现动态阈值控制，然后，体接触区会增加器件的寄生效应，如寄生电阻、寄生电容，从而会影响器件的射频性能，尤其是震荡频率降低了器件的截止频率和振荡频率，如何改善器件的频率特性一直是器件工作着的研究重点。

发明内容

鉴于现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种经过优化的SOI动态阈值晶体管的设计方法，该方法可以有效的减小寄生电阻和寄生电容，提高最大震荡频率,尤其是针对插指数较少的应用条件下，相对于传统的设计方法，效果明显。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种SOI动态阈值晶体管，所述SOI动态阈值晶体管至少包括：半导体衬底、第一多叉指栅极结构、第二多叉指栅极结构、体接触区、源区、漏区及第一接触孔；所述第一多叉指栅极结构与所述第二多叉指栅极结构均包括：两个平行分布的第一条状栅极及多个位于所述两个第一条状栅极之间且与所述第一条状栅极垂直连接的第二条状栅极；所述第一条状栅极及第二条状栅极将所述半导体衬底隔成多个区域，所述源区及漏区交替分布于所述多个区域内；所述体接触区为多个，平行分布于所述第一多叉指栅极结构及所述第二多叉指栅极结构之间，为所述第一多叉指栅极结构及所述第二多叉指栅极结构所共用；靠近所述体接触区的两个第一条状栅极通过所述第一接触孔与所述体接触区相连接。

优选地，所述靠近体接触区的两个所述第一条状栅极分别横跨所有所述体接触区，且与所述体接触区部分重叠；所述靠近体接触区的两个第一条状栅极之间相隔一定的间距。

优选地，所述第一接触孔横跨所述靠近体接触区的两个第一条状栅极之间的体接触区部分，其两端分别位于所述靠近体接触区的两个第一条状栅极与所述体接触区重叠的区域。

优选地，所述第一多叉指栅极结构及所述第二多叉指栅极结构均包括位于所述半导体衬底上的栅介质层及位于所述栅介质层上的栅极材料层。

优选地，位于所述靠近体接触区的两个第一条状栅极与所述体接触区重叠的区域内的第一接触孔的端部贯穿所述栅极材料层，所述第一接触孔端部的底部位于所述栅介质层的上表面。

优选地，所述第一多叉指栅极结构内的栅极与所述第二多叉指栅极结构内的栅极通过金属线并联。

优选地，所述第一多叉指栅极结构内的各个所述漏区分别通过金属线短接，所述第二多叉指栅极结构内的各个所述漏区通过金属线短接；所述第一多叉指栅极结构内的漏区与所述第二多叉指栅极结构内的漏区通过金属线并联。

优选地，所述第一多叉指栅极结构与所述第二多叉指栅极结构对称地分布在所述体接触区的两端。

优选地，所述体接触区的数量与每个多叉指栅极结构内的所述第二条状栅极的数量相同，所述体接触区与所述第一条状栅极垂直；且每个所述体接触区位于其两端的所述第二条状栅极在所述半导体衬底上的投影连线上。

优选地，所述SOI动态阈值晶体管还包括虚拟栅极，所述虚拟栅极分别位于所述第一多叉指栅极结构及所述第二多叉指栅极结构的两端，且位于每个多叉指栅极结构内的所述两个第一条状栅极之间的区域，与每个多叉指栅极结构内的所述第一条状栅极及所述第二条状栅极均相隔一定的间距。