[发明专利]减少侧边漏电的SOI场效应晶体管及其制备方法

说明书

本发明提供一种减少侧边漏电的SOI场效应晶体管及其制备方法，该晶体管包括：具有底衬底、绝缘层及呈半导体岛的顶半导体层的图形化SOI衬底，绝缘层中具有凹槽，凹槽包括沿第二方向延伸的主体凹槽及沿第一方向延伸且位于主体凹槽的两端并与其连通的至少一个扩展凹槽；半导体岛完全覆盖凹槽，半导体岛包括沿第一方向延伸的第一半导体层及沿第二方向延伸的第二半导体层，第二半导体层包括位于主体凹槽上方的第二主体半导体层及覆盖扩展凹槽的第二扩展半导体层；形成于半导体岛的第二半导体层上的栅极结构；形成于第一半导体层两端的源区及漏区。通过在主体凹槽的两端设置与之连通的扩展凹槽，有效增加了漏电电阻，降低凹槽的侧边漏电。

技术领域

本发明属于半导体设计及制造领域，特别是涉及一种减少侧边漏电的SOI场效应晶体管及其制备方法。

背景技术

SOI衬底的场效应晶体管具有良好的抗单粒子效应，但由于SOI结构中，绝缘层(BOX层)在高能粒子入射时，容易累积较多的正电荷，该正电荷在SOI顶层硅中引起了寄生导电沟道，从而引入了漏电流，使器件的电学性能发生漂移。该效应称为总剂量效应，总剂量效应是高能粒子辐照环境下，SOI晶体管失效的主要原因。

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减少侧边漏电的SOI场效应晶体管及其制备方法，用于解决现有技术中SOI场效应晶体管对总剂量效应有较大幅度的响应而造成漏电甚至失效等的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种减少侧边漏电的SOI场效应晶体管的制备方法，所述制备方法包括步骤：

提供一图形化SOI衬底，所述图形化SOI衬底包括底衬底、绝缘层及顶半导体层，所述顶半导体层下方的所述绝缘层中具有凹槽，所述凹槽包括沿第二方向延伸的主体凹槽及沿第一方向延伸的至少一个扩展凹槽，且所述扩展凹槽位于所述主体凹槽的两端并与其连通，所述顶半导体层为第一导电类型轻掺杂或第二导电类型轻掺杂或未掺杂；

刻蚀所述顶半导体层，以形成类“十字形”半导体岛，所述半导体岛完全覆盖所述凹槽，所述半导体岛包括沿所述第一方向延伸的第一半导体层及沿所述第二方向延伸的第二半导体层，所述第二半导体层包括位于所述主体凹槽上方的第二主体半导体层及覆盖所述扩展凹槽的第二扩展半导体层；

于所述半导体岛上形成包括栅介质层及栅金属层的栅极结构、第二导电类型的源区及第二导电类型的漏区，其中，所述源区及所述漏区形成于所述第一半导体层的两端。

可选地，形成所述栅极结构、所述源区及所述漏区之前还包括：对所述第二半导体层两端进行离子注入以形成第一导电类型重掺杂区的步骤，所述第一导电类型重掺杂区大于所述第二半导体层与所述绝缘层的交叠区域。

可选地，所述顶半导体层为第一导电类型轻掺杂，所述第一导电类型重掺杂区的掺杂浓度大于所述顶半导体层的掺杂浓度的2个数量级以上。

可选地，形成所述第一导电类型重掺杂区之前，还包括在所述半导体岛上沉积注入缓冲层的步骤。

可选地，形成所述栅极结构后，还包括于所述栅极结构的侧面制作栅极侧墙的步骤。

可选地，所述凹槽贯穿所述绝缘层或未贯穿所述绝缘层。

可选地，所述扩展凹槽为弧形凹槽。

可选地，所述主体凹槽中设置有支撑结构，所述支撑结构与所述主体凹槽相连或断开。

本发明还提供一种减少侧边漏电的SOI场效应晶体管，所述SOI场效应晶体管包括：