[发明专利]一种抗总剂量辐射加固深亚微米器件的版图结构

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别是涉及一种抗总剂量辐射加固深亚微米器件的版图结构。

背景技术

通常把0.8～0.35um称为亚微米，0.25um及其以下称为深亚微米，0.05um及其以下称为纳米级。深亚微米制造的关键技术主要包括紫外光刻技术、等离子体刻蚀技术、离子注入技术、铜互连技术等。目前，国际上集成电路的主流生产工艺技术为65nm～0.18um，预计2012年将达到0.05um，进入纳米级。超深亚微米集成电路和微机电系统的膜/基和多层异质膜结构及内导线结构所用材料尺度逐渐由微米级减小到亚微米甚至纳米级，即处于传统宏观与微观范畴之间的介观材料领域，其服役可靠性问题具有持久的挑战性。材料性能的尺度效应，表面和界面效应及异质约束效应等愈加凸现，成为影响其可靠性的决定性因素之一。因此，材料介观性能，特别是服役性能的正确表征成为关系到提高微器件设计制造水平和服役可靠性而亟待解决的关键问题。

电离辐射总剂量效应是指电子元器件或系统长期处于辐射环境下，在绝缘层(主要是氧化层)累积形成氧化物陷阱电荷和界面态电荷的现象。这种累积效应会引起半导体器件性能的退化。具体来讲，总剂量辐射在氧化物中产生电子空穴对，电子迁移率高，将很快移走；空穴迁移率低，将被陷在氧化物中。氧化物陷阱正电荷将引起沟道侧壁耗尽甚至反型，从而形成源漏之间的漏电路径。MOS器件总剂量辐照后性能退化，主要表现为阈值电压漂移和关态漏电流的增加。阈值电压的漂移主要是由于栅氧化层中陷阱电荷导致的；关态漏电流的增加主要由于隔离氧化物陷阱电荷导致的。深亚微米器件栅氧很薄(几个nm)，对总剂量辐照不敏感。总剂量辐照引起深亚微米器件关态漏电流的增加主要是由于浅沟槽隔离氧化物中陷阱电荷造成的。

栅延长到隔离氧化物区域的宽度对器件总剂量辐照效应有较大的影响。图1为宽沟深亚微米器件原始版图，包括：具有源区11、漏区13及沟道区12的有源区、位于所述有源区四周侧的浅沟道隔离槽15、位于所述沟道区上且采用双边缘超出有源区结构的栅区14以及位于所述栅区一端的接触区16。栅延长到隔离氧化物区域用虚线框表示，该区域宽度较大。

图2为原始宽度的栅延长到隔离氧化物区域等势线分布图。浅沟槽隔离氧化物较深部位沉积的电荷将会形成器件源漏之间的漏电路径。较大宽度的栅延长到隔离氧化物区域，辐照偏置加载的电场线可以分布到整个浅沟槽隔离氧化物区域，如图所示，模拟中将原始版图浅沟道隔离槽的宽度设置为1um，实际电场分布应该在1um的栅延长到隔离氧化物区域内，考虑到电场分布的对称性，只显示了半边部分的电场分布，可以看到，在长度为1/2um的栅延长到隔离氧化物区域内，辐照偏置加载的电场线分布达到80％比例的区域。可见，栅延长到隔离氧化物区域的宽度较长，器件关态漏电流增加幅度较大。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种抗总剂量辐射加固深亚微米器件的版图结构，用于解决现有技术中栅延长到隔离氧化物区域宽度较大而导致器件关态漏电流增加幅度过大的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种抗总剂量辐射加固深亚微米器件的版图结构，所述版图结构至少包括：具有源区，漏区及沟道区的有源区，位于所述有源区四周侧的浅沟道隔离槽，覆盖于所述沟道区上的栅区，且所述栅区朝向该有源区的相对两侧横向延伸并超出该有源区的相对两侧边缘，以及两纵向延伸的虚设浅沟道隔离区，其中，所述两虚设浅沟道隔离区分别形成于所述有源区两侧的边缘内并与所述栅区的延伸方向相垂直。

在本发明的抗总剂量辐射加固深亚微米器件的版图结构中，所述虚设浅沟道隔离区由一个虚设浅沟道隔离槽或者至少两个间隔排列的虚设浅沟道隔离槽组成。所述虚设浅沟道隔离槽的宽度大于或等于制备该结构版图使用的深亚微米工艺所能达到的最小线宽。

优选地，在0.35微米工艺中，所述虚设浅沟道隔离槽的宽度为0.35μm～0.5μm。在0.18微米工艺中，所述虚设浅沟道隔离槽的宽度为0.18μm～0.25μm。在0.13微米工艺中，所述虚设浅沟道隔离槽的宽度为0.13μm～0.2μm。在0.11微米工艺中，所述虚设浅沟道隔离槽的宽度为0.11μm～0.18μm。

在本发明的抗总剂量辐射加固深亚微米器件的版图结构中，所述版图结构还包括版设置于所述栅区一端的接触区。

在本发明的抗总剂量辐射加固深亚微米器件的版图结构中，所述虚设浅沟道隔离槽为至少两个，且所述虚设浅沟道隔离区内各该虚设浅沟道隔离槽的间距等于所述虚设浅沟道隔离区与所述有源区两侧的边缘的间距。