[发明专利]一种抗辐照FDSOI场效应管及其制备方法

说明书

本发明涉及一种抗辐照FDSOI场效应管及其制备方法，衬底、埋氧层、顶层硅、栅氧化层、高K介质层、栅极，该栅极的两侧分别为左右侧墙，该顶层硅内的左右侧墙的下方为两个轻掺杂源漏区，靠近左侧墙的埋氧层上方为加固源区，靠近右侧墙的埋氧层上方为漏区，衬底和埋氧层之间设有背平面阱，背平面阱中自左向右依次插有第一浅槽隔离区、第二浅槽隔离区和第三浅槽隔离区，该第二浅槽隔离区和第三浅槽隔离区位于埋氧层的两侧，该第一浅槽隔离区与第二浅槽隔离区之间设有背栅；加固源区和漏区采用源区抬起和漏区抬起的方式。加固源区在不增加器件的面积的情况下可有效抑制FDSOI器件的总剂量效应。本发明由于在常规SOI场效应管的基础上引出了背栅，增加了源漏抬高区域，降低源漏串联电阻，提高器件的性能。

技术领域

本发明属于半导体器件技术领域，涉及一种抗辐照FDSOI场效应管及其制备方法。

背景技术

完全耗尽的绝缘体上硅(FDSOI)技术是一种具有独特优势并突破传统硅集成电路限制的新技术。由于顶层硅膜较薄，在器件工作时，顶层硅膜被完全耗尽，器件具有更陡峭的亚阈值斜率、更低的截止状态漏电流、更小的源极漏极电容，对于半导体集成电路的性能提升与功耗减小具有重大的意义。绝缘埋层(BOX)的存在使得SOI技术从根本上消除了体硅CMOS中的闩锁现象，同时绝缘埋层的存在使得器件的抗单粒子能力和抗瞬时剂量率的能力提高。然而，在宇宙空间等电离辐射环境下，辐照将会在BOX层中引入大量的陷阱电荷，从而器件及电路对总剂量效应更加敏感。

由于半导体工艺节点的进步，FDSOI的栅氧化层较薄，辐照在其产生的陷阱电荷较少，故抗总剂量加固集中在埋氧层BOX和场氧STI的加固上。对于埋氧化层BOX的加固，半导体产业采用材料或工艺加固，这将造成较高的成本。对于场氧STI的加固，通常利用某些特殊的结构消除STI寄生侧壁漏电路径。例如，T栅结构能够在有体接触的一侧消除寄生边缘漏电路径，减小辐照下器件内部的泄露路径，但是效果有限。另外，使用环栅、半环栅等无边缘结构的SOI器件也有很高的抗总剂量能力，但是随之带来一些问题：增加不必要的面积开销；源漏电容增大；器件结构非对称；此外，标准商用PDK并不支持环形栅器件，不能自动生成版图、进行DRC、LVS检查,需要重新开发模型。

因此，如何在保证不增加芯片面积的前提下有效抑制SOI器件的总剂量效应，成为亟待解决的一个重要技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种抗辐照FDSOI场效应管及其制备方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种抗辐照FDSOI场效应管，所述抗辐照FDSOI场效应管包括：

衬底层；

埋氧层，位于所述衬底层上，且在所述衬底层靠近所述埋氧层的内侧位有背平面阱；

顶层硅，位于所述埋氧层上；

第一浅槽隔离区、第二浅槽隔离区和第三浅槽隔离区，所述第一浅槽隔离区和所述第三浅槽隔离区分别位于所述背平面阱两端的台阶上，所述第二浅槽隔离区位于所述背平面阱的凹槽上，且所述第二浅槽隔离区位于所述第一浅槽隔离区和所述第三浅槽隔离区之间，且所述第一浅槽隔离区、所述第二浅槽隔离区和所述第三浅槽隔离区的上表面均高于所述背平面阱的上表面；

背栅，位于所述背平面阱上，且所述背栅位于所述第一浅槽隔离区和所述第二浅槽隔离区之间，并分别与所述第一浅槽隔离区和所述第二浅槽隔离区相接触；

加固源区，位于所述埋氧层上，且所述加固源区位于所述顶层硅和所述第二浅槽隔离区之间，并分别与所述顶层硅和所述第二浅槽隔离区相接触；

漏区，位于所述埋氧层上，且所述漏区位于所述顶层硅和所述第三浅槽隔离区之间，并分别与所述顶层硅和所述第三浅槽隔离区相接触；

栅氧化层，位于所述顶层硅上；