十分良好的抗總劑量輻照特性。
【附圖說明】
[0031] 圖1是常規65nmMOS場效應管結構示意圖;
[0032] 圖2是本發明65nmMOS場效應管結構示意圖;
[0033] 圖3是制備本發明器件的工藝流程圖;
[0034] 圖4是對本發明第一組65nmMOS器件與常規65nmMOS場效應管的電特性仿真 圖;
[0035] 圖5是對本發明第二組65nmMOS器件與常規65nmMOS場效應管的電特性仿真 圖;
[0036] 圖6是對本發明的三組65nmMOS場效應管在不同溝道摻雜濃度下的關態漏電流 隨總劑量變化的曲線。
【具體實施方式】
[0037] 以下結合附圖對本發明的技術方案和效果做進一步詳細描述。
[0038] 參照圖2,本發明的65nmMOS場效應管包括P型襯底1、外延層2、漏極有源區3、環 形柵極4、環形輕摻雜源漏區5、環形源極有源區6以及環形隔離槽7,其中:
[0039] 外延層2位于襯底1的上方;漏極有源區3位于外延層2的中部內,被位于外延層 2上方的環形柵極4所包圍;環形柵極4的內側邊緣緊鄰漏極有源區3并將其包圍,環形柵 極4的外側邊緣緊鄰源極有源區6,環形柵極4寬度即柵長為65nm;
[0040] 環形輕摻雜源漏區5分為兩個,一個位于環形柵極4內側邊界下方的外延層內,并 與漏極有源區3相互鄰接;另一個位于環形柵極4外側邊界下方的外延層內,并與源極有源 區6相互鄰接;這兩個環形輕摻雜源漏區之間的區域形成溝道;
[0041] 環形源極有源區6位于外延層2內,其內側邊緣緊鄰環形柵極4并將之包圍,其外 側邊緣緊鄰環形隔離槽7,該環形隔離槽7位于外延層2的外圍,其內側邊緣緊鄰環形源極 有源區6并將其包圍;該環形源極有源區6的寬度為120-180nm,該環形隔離槽7的寬度為 300-500nm;
[0042] 上述環形柵極4、環形源極有源區6和環形隔離槽7從內向外依次相套,形成在漏 極有源區3外部的環套結構,以消除寄生溝道,使得器件抗總劑量輻照能力提高。
[0043] 所述的環形柵極4、環形源極有源區6和環形隔離槽7,其形狀可采用正方形環或 長方形環或圓形環或非規則形狀環。
[0044] 參照圖3,上述65nmMOS場效應管的制備方法給出如下三種實施例:
[0045] 實例1,制作柵環為正方形的65nmMOS場效應晶體管。
[0046] 步驟1,生長外延層。
[0047] 1. 1)使用化學氣相淀積的方法在650°C的溫度下以SiH4為反應物在P型襯底上 生長厚度為1200nm的外延層;
[0048] 1. 2)對外延層進行深度為150nm,濃度為IX1018cnT3的摻雜,以調節溝道濃度。
[0049] 步驟2,刻蝕隔離槽。
[0050] 2. 1)在外延層上通過干氧工藝在1250°C的溫度下熱氧化生長10nm厚度的薄Si02 緩沖層,再在Si02緩沖層上生長25nm厚度的Si3N4保護層;
[0051] 2. 2)在Si3N4保護層上制作一層光刻膠,通過曝光在Si3N4保護層周邊的光刻膠上 制作正方形的環狀隔離槽窗口并進行刻蝕,形成寬度500nm的隔離槽;
[0052] 2. 3)刻蝕完成后清洗光刻膠,再在185°C的熱磷酸中清洗去除SiOgl沖層與Si3N4 保護層。
[0053] 步驟3,填充隔尚槽。
[0054] 3. 1)磷酸清洗后,使用化學氣相淀積的方法在550°C的溫度下以02與31114為反應 物生長隔離氧化物Si02,以填充隔離槽,并進行化學機械拋光;
[0055] 3. 2)拋光完成后再在溫度為185°C的熱磷酸液中清洗去除SiOgl沖層與Si3N4保 護層。
[0056] 步驟4,生長柵氧化層。
[0057] 4. 1)磷酸清洗后,通過干氧工藝在1200°C的溫度下熱氧化生長12nm犧牲氧化層, 再使用HF溶液去除犧牲氧化層,使得Si表面更加潔凈;
[0058] 4. 2)在1200°C的溫度下熱氧化生長厚度2nm的柵氧化層,厚度精確± 1入
[0059] 步驟5,制作多晶硅柵。
[0060] 5. 1)柵氧化層完成后,使用化學氣相淀積的方法在550°C的溫度下以SiH4為反應 物生長厚度為80nm的多晶硅層,并在多晶硅層上通過干氧工藝在1250°C的溫度下熱氧化 生長10nm厚度的薄SiOgl沖層;
[0061] 5. 2)在Si02緩沖層上生長25nm厚度的Si3N4保護層,在Si3N4保護層上制作一層 光刻膠,通過曝光在保護層上方中間位置距隔離槽內側邊界180nm處刻蝕正方形的環狀的 多晶娃柵極窗口,再光刻形成環狀的65nm多晶娃柵;
[0062] 5. 3)在185°C的熱磷酸液中清洗去除SiOgl沖層與Si3N4保護層。
[0063] 步驟6,制作輕摻雜源漏。
[0064] 6. 1)在1250°C的溫度下對多晶硅柵與外延層進行熱氧化,使多晶硅柵與外延層 表面生長出5nm氧化層作為緩沖隔離層;
[0065] 6. 2)在緩沖隔離層上制作一層光刻膠,通過曝光在柵極兩側的光刻膠上刻蝕出輕 摻雜源漏區的注入窗口,并在該窗口內注入濃度為5X1018cm3的砷離子,形成深度為50nm 的輕摻雜源漏;
[0066] 6. 3)清洗掉光刻膠保留緩沖隔離層。
[0067] 步驟7,制作源漏區。
[0068] 7. 1)在緩沖隔離層上生長25nm厚度的Si3N4保護層,再在其上制作一層光刻膠, 通過曝光在緩沖層上刻蝕出正方形注入窗口,窗口邊沿距離柵環外側180nm;
[0069] 7. 2)在窗口內對Si3N4層進行反應離子刻蝕形成柵極側墻,并采用濃度 1X102°cm3的砷離子注入對窗口內部進行摻雜,使柵極內、外側分別形成深度為80nm的正 方形漏區和正方形源環,其中源區寬度為180nm。
[0070] 步驟8,源漏區摻雜完成后,使用氫氟酸HF溶液除去表面氧化物,完成基于65nm工 藝的環柵抗輻照MOS場效應管的制作。
[0071] 實例2,制作柵環為長方形的65nmMOS場效應晶體管。
[0072] 步驟一,使用化學氣相淀積的方法在600°C的溫度下以SiH4為反應物在P型襯底 上生長厚度為900nm的外延層,再對外延層進行深度為125nm,濃度為7X1017cm3的摻雜, 以調節溝道濃度。
[0073] 步驟二,刻蝕隔離槽。
[0074] 在外延層上通過干氧工藝在1200°C的溫度下熱氧化生長8nm厚度的薄Si02緩沖 層,再在Si02緩沖層上生長22nm厚度的Si3N4保護層;在Si3N4保護層上制作一層光刻膠, 通過曝光在Si3N4保護層周邊的光刻膠上制作長方形的環狀隔離槽窗口并進行刻蝕,形成 寬度400nm的隔離槽;刻蝕完成后清洗光刻膠,再在180°C的熱磷酸中清洗去除Si02緩沖層 與Si3N4保護層。
[0075] 步驟三,填充隔尚槽。
[0076] 磷酸清洗后,使用化學氣相淀積的方法在500°C的溫度下以02與SiH4為反應物生 長隔離氧化物Si02,以填充隔離槽,并進行化學機械拋光;拋光完成后再在溫度為180°C的 熱磷酸液中清洗去除SiOgl沖層與Si3N4保護層。
[0077] 步驟四,生長柵氧化層。
[0078] 磷酸清洗后,通過干氧工藝在1150°C的溫度下熱氧化生長10nm犧牲氧化層,再使 用HF溶液去除犧牲氧