具两控制区的集成场效应晶体管及制造方法技术

本发明专利技术特别说明了一种利用ＳＯＩ技术与自对准金属硅化处理技术所制造的场效应晶体管（１０），其即所谓的双栅极晶体管（１０）；该晶体管（１０）适合用于切换高于５伏特或甚至高于９伏特之电压，且仅需要非常小的芯片面积。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种具有一基板区域、至少两掺杂终端区域与一控制区域的集成场效应晶体管，该等终端区域通常与源极与漏极有关，该控制区域则与栅极有关。
技术介绍
本专利技术的目的为具体说明一种简单建构的场效应晶体管，其所需面积较小，且适于切换高于5伏特或高于9伏特之电压，并具有显著的短信道性质，特别是高漏极电流与良好的封锁性质；此外，本专利技术之内涵亦说明了该晶体管之使用以及一种该晶体管的简单制造方法。关于该晶体管之相关目的可藉由一种具有如权利要求1所说明之特征的场效应晶体管而实现，其发展则说明于权利要求附属项中。
技术实现思路
本专利技术之场效应晶体管包含一一般掺杂之基板区域，举例而言，其完全或至少百分之七十五的范围是由下述区域所包围两掺杂终端区域，两电绝缘控制区域绝缘层，以及至少一电绝缘区域，于一配置中，其厚度至少是一控制区域绝缘层的绝缘厚度的两倍、或至少是十倍。此外，根据本专利技术之场效应晶体管包含一电传导连接区域于一终端区域与该基板区域之间、或是于一终端区域与一通到该基板区域、且具有与该基板区域相同传导类型的区域之间。两控制区域之使用使得该晶体管所需面积较小且使其具有显著的短信道性质；包围该控制区域的是至少一电绝缘区域，其将该基板区域自一含有该集成场效应晶体管之集成电路排列的主要基板隔离。在该终端区域与该基板区域之间的电传导连接可连接自该主要基板隔离的基板，而无须一基板终端之额外面积，因而可自该场效应晶体管之该基板有效移除干扰电荷载子。使用由至少一绝缘区域所隔绝之一基板以及该基板至一终端区域之连接可抑制寄生双极效应，而无须为该基板之终端增加一额外面积，因此其尤其可用以切换高于5伏特或高于9伏特之切换电压。举例而言，该基板区域与该源极终端区域是保持于相同的电位，而使用一列终端；在一配置中，硅化物与该基板之间的萧特基阻障(Schottkybarrier)则维持的尽可能为低。在根据本专利技术之场效应晶体管的一项发展中，该传导连接区域含一硅化物或包括一硅化物，在配置中可使用耐火性金属硅化物或是含有稀土金属之硅化物；使用硅化物即可藉由所谓的自对准金属硅化制程(Salicide；自对准硅化物)来制造该等传导连接区域，在此一技术中，该硅化物是选择性地产生于硅或多晶硅表面，而不产生于二氧化硅表面或是由一不同材料所组成之表面，这表示在该传导区域的制造过程中，不须再额外进行其它的光微影方式；然亦可执行一种光微影方式，其所产生之一罩幕仅含矩形区域，然而，由于在硅化物方法中的选择性之故，该硅化区域具有的结构则脱离了矩形形式。举例而言，所使用的硅化物有硅化钴(cobalt silicide)、硅化铂(platinumsilicide)、硅化铒(erbium silicide)或硅化镍(nickel silicide)等。若使用其它的材料来取代硅，例如锗，则同样使用该硅化物方法来选择性地形成金属-半导体化合物。在其它的发展中，所使用之一传导连接区域包含单晶硅、包含多晶硅或包含一金属。在一接续之发展中，该场效应晶体管的个别组件具有的尺寸及/或结构可切换高于5伏特、或甚至高于9伏特、或甚至是高于15伏特的电压，但较佳者仍低于30伏特用于将该控制区域自该基板区域绝缘之绝缘层的绝缘层厚度至少为15奈米(nanometer)或至少为20奈米，该等终端区域之间的距离至少为0.3微米(micrometer)或至少为0.4微米，相较于平坦的场效应晶体管之掺杂图形而言，该等终端区域具有一浅掺杂图形梯度(shallow doping profile gradient)。上述所提及的方式具有的个别、以及特别是累积之结果为其可切换具有高于5伏特、或甚至是高于9伏特之值的电压。在一接续之发展中，该场效应晶体管的一绝缘区域是一绝缘层的一部份，其承载了多种场效应晶体管。在一配置中，该绝缘层包含了二氧化硅；若使用硅来作为基板材料，其制造技术则与SOI(绝缘层上覆硅)技术有关。在另一发展例中，该基板区域是单晶且根据一种传导类型而掺杂；而该等终端区域同样为单晶，但却根据另一种掺杂类型而掺杂。该基板区域是同质掺杂或是异质掺杂。在该场效应晶体管的一接续发展中，该等控制区域彼此之间是电传导连接，藉以产生一所谓的双重栅极晶体管，其具有显著的短信道性质。在该场效应晶体管的一接续发展中，该基板区域具有六个侧面，其排列为一平行六面体之形式，或是彼此为一截角之角锥；该等终端区域、关于该等控制区域之该等绝缘层、以及该等绝缘区域各位于该基板区域的相对侧。在一配置中，包含该等终端区域与该等控制区域之一平面与该载体基板平行，该等绝缘层位于此一平面两侧，在此例中，绝缘区域是一SOI基板的一部份。相较之下，若将包含该等终端区域与该等控制区域之平面横向配置，亦即与一载体基板平面呈90°，接着利用例如场效应氧化物技术或是STI(浅沟渠绝缘)技术来制造该等绝缘区域。该等终端区域与该等控制区域所在平面的不同排列方式使得该场效应晶体管的信道相对于该载体基板呈横向(铅直)配置或平行(水平)配置。此外，本专利技术亦与根据本专利技术之场效应晶体管的使用有关，或是与其用于切换高于5伏特、或高于9伏特、甚至是高于15伏特但小于30伏特之发展例有关，特别是其可作为一内存单元数组之字符线或位线的驱动晶体管。在一配置中，该内存单元即所谓之快闪内存体或一EEPROM(电抹除式可编程只读内存体)；在快闪内存体的例子中，仅有个别之内存区域可以被选择性地抹除，而非个别之内存单元或是个别之内存字符。在本专利技术中，关于该场效应晶体管之使用的构想是基于许多理由的考量，其与先前所说明的内存单元数组驱动晶体管之制造有所区隔，以制造较小的内存模块用于切换高于5伏特或甚至高于9伏特的电压之平面场效应晶体管可不须再基于物理限制而加以减小，即使在使用所谓之分压(split-voltage)技术时，亦需要切换高于5伏特或高于9伏特之编程电压，欲切换之电压值的降低与穿隧氧化物厚度的减少有关，然而，此厚度之减少会导致可靠性的问题，使得此途径具有许多困难度。因此，本专利技术中用于驱动该内存单元数组之构想是利用一种具有上述架构之场效应晶体管达成，因此其同样具有上述之效应，特别是可切换高于5伏特或甚至高于9伏特之电压，其所需面积小、具有显著的短信道性质，且易于制造。另外，本专利技术亦关于一种场效应晶体管的制造方法，特别是用于制造根据本专利技术之场效应晶体管或是其一发展例。本专利技术之方法中包含下述所说明之方法步骤，然其不须以次序限制之形成一基板区域，形成两掺杂终端区域于该基板区域，形成与两控制区域有关之两互相相对的绝缘层，于一终端区域与该基板区域之间、或于一终端区域与一通达该基板区域、具有与该基板区域相同的传导类型之一区域之间形成一电传导连接区域。由于此一程序，上述之技术效应亦同样可应用至该方法。在一发展例中，若利用一种用以选择性应用一硅化物之方法来制造该连接区域，则该方法更是特别简单。附图说明本专利技术之具体实施例系参考伴随之下列图式而加以说明，其中图1表示一种具有两控制区域之集成场效应晶体管，图2表示该场效应晶体管之一平面图，图3表示该场效应晶体管之一截面图，其系沿与该信道方向之横向截面，且包含一基板区域，图4表示该场效应晶体管之一截面图，其系沿与该信道方向之横向截面，且包含一源极区域，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成场效应晶体管（１０），具有由下述区域所包围的一基板区域（１４）：两终端区域（１６，１８），两电绝缘绝缘层（１００，１０２），排列于该基板区域（１４）彼此相对的侧面，并紧邻控制区域（２０，２２），至少一电绝缘区 域（１２，１１０），以及一电传导连接区域（２８）、或是一终端区域（１６）与该基板区域（１４）间的一电传导连接区域的一部份（２３０）。

【技术特征摘要】
DE 2002-9-27 10245153.21.一种集成场效应晶体管(10)，具有由下述区域所包围的一基板区域(14)两终端区域(16，18)，两电绝缘绝缘层(100，102)，排列于该基板区域(14)彼此相对的侧面，并紧邻控制区域(20，22)，至少一电绝缘区域(12，110)，以及一电传导连接区域(28)、或是一终端区域(16)与该基板区域(14)间的一电传导连接区域的一部份(230)。2.如权利要求1所述的场效应晶体管(10)，其中该传导连接区域(28)含有一金属-半导体化合物、或包含一金属-半导体化合物，其较佳为熔点高于4000℃的一金属硅化物及/或一耐火性金属硅化物或一稀土金属硅化物，及/或其中该传导连接区域(230)含有单晶硅、或包含单晶硅，该硅较佳为经掺杂的，及/或其中该传导连接区域(230)含有多晶硅、或包含多晶硅，该多晶硅较佳为经掺杂的，及/或其中该传导连接区域(28)含有一金属、或包含一金属。3.如权利要求1或2所述的场效应晶体管(10)，其中用于将该等控制区域(20，22)自该基板区域(14)绝缘的该等绝缘层(100，102)具有至少为15奈米或至少为20奈米的绝缘强度，及/或其中该等终端区域(16，18)间的距离至少为0.3微米或至少为0.4微米，及/或其中一终端区域(16)或该等终端区域(16，18)皆具有一浅掺杂图形梯度，其容许一高于5伏特、或高于9伏特、或高于15伏特但较佳为低于30伏特或低于20伏特的一切换电压。4.如前述权利要求中任一项所述的场效应晶体管(10)，其中一绝缘区域(12)是承载多个场效应晶体管(10)的一绝缘层的一部份，及/或其中该绝缘层含有二氧化硅或包含二氧化硅，及/或其中该另一绝缘区域(100)是一绝缘层(110)的一部份，其绝缘多个基板区域(14)，较佳为一硅玻璃层。5.如前述权利要求中任一项所述的场效应晶体管(10)，其中该基板区域(14)较佳为含有一单晶半导体材料及/或以一传导类型加以掺杂，且其中该终端等区域(16，18)以另一传导类型加以掺杂。6.如前述权利要求中任一项所述的场效应晶体管(10)，其中该等控制区域(20，22)是电传导连接至彼此。7.如前述权利要求中任一项所述的场效应晶体管(10)，其中该基板区域(14)包含六个侧面，或其中该基板区域具有六个侧面，及/或其中该等终端区域(16，18)是排列在该基板区域(14)的相对侧，及/或其中该等控制区域(20，22)是排列在该基板区域(14)的相对侧，及/或其中该等绝缘区域是排列在该基板区域(14)的相对侧。8....

【专利技术属性】
技术研发人员：R卡克索斯奇克，
申请(专利权)人：因芬尼昂技术股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]