Silicon-on-Nothing (SON)MOSFET及其制造方法.pdf

1、隨著體硅 CMOS技術(shù)的發(fā)展，需要從材料選用、器件結(jié)構(gòu)以及加工技術(shù)等各個(gè)方面進(jìn)行創(chuàng)新，其中以應(yīng)變硅為代表的溝道高遷移率增強(qiáng)技術(shù)，以金屬柵/高k柵介質(zhì)的新型柵結(jié)構(gòu)，以及以SOI、FinFET為代表的新型MOSFET結(jié)構(gòu)均成為22 nm及其以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)的主流技術(shù)。
　　與體硅MOS器件相比，SOI MOSFET器件在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域都表現(xiàn)出巨大優(yōu)勢(shì)，對(duì)于ETSOI MOSFET器件，硅膜厚度自然地限定了源漏結(jié)深，器件工作時(shí)溝道處于全耗盡狀

2、態(tài)，從而可改善漏致勢(shì)壘降低（DIBL）等短溝道效應(yīng)，也改善了器件的亞閾值特性，降低了電路的靜態(tài)功耗。ETSOI MOSFET器件無(wú)需溝道摻雜，可以避免因摻雜而引起的溝道遷移率退化，從而保持閾值電壓穩(wěn)定。此外，ETSOI MOSFET器件襯底具有全局埋氧絕緣層，從而降低了源漏擴(kuò)散區(qū)與襯底之間的寄生結(jié)電容，并且能使頂層硅完全隔離，因此提高了器件速度，消除了閂鎖效應(yīng)。然而，全局埋氧絕緣層也給ETSOI MOSFET器件帶來(lái)了兩個(gè)嚴(yán)重的缺陷，一

3、是浮體效應(yīng)，另一個(gè)是自加熱效應(yīng)。
　　針對(duì)以上問(wèn)題，我們提出了一種新型準(zhǔn) SOI器件結(jié)構(gòu) Silicon-on-Nothing（SON）MOSFET，這種器件結(jié)構(gòu)消除了ETSOI MOSFET溝道區(qū)下面的埋氧絕緣層，頂層硅通過(guò)鍺硅層和襯底連通,而源漏區(qū)域下方是埋氧絕緣層結(jié)構(gòu)，從而改善了ETSOI MOSFET器件的自加熱效應(yīng)和浮體效應(yīng)，且減小了器件的漏電流和功耗，避免了 SOI晶圓成本過(guò)高限制。由于該器件溝道下面埋氧絕緣層被鍺硅層