于版图级设计加固方法，一定程度上可以从瞬态脉冲产生的源头抑制MOSFET对单粒子辐照的敏感性。本发明基于辐射效应的电荷分享原理，在敏感ρη结周围形成冗余电极区/衬底ρη结，使其在无福射时不影响MOSFET的工作性能，有福射时可以分担收集辐射电离效应产生的电荷，从而减少被保护的敏感Pn结的收集电荷；并且，与使用高密度体接触/阱接触的设计加固方法相比，本发明需要的版图总面积较小，具有更高的集成度。
【附图说明】
[0027]图1为现有技术中MOSFET结构示意图；
[0028]图2为本发明的抗单粒子辐射的场效应晶体管的示意图，其中，(a)为俯视图，(b)为剖面图；
[0029]图3至图7为本发明的抗单粒子辐射的场效应晶体管的制备方法的一个实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图，通过实施例对本发明做进一步说明。
[0031]如图2所示，本实施例的抗单粒子辐射的场效应晶体管包括:衬底1、浅槽隔离区2、掺杂区10、源区3、漏区4、冗余电极区7、主管栅介质5、冗余栅介质6、主管栅极8和冗余栅极9 ;其中，掺杂区10形成在衬底I上；浅槽隔离区2包围掺杂区10并嵌在衬底I内；在掺杂区2内依次为相互隔离的源区3、漏区4和冗余电极区7 ;在掺杂区10上且位于源区3和漏区4之间形成主管栅介质5 ;在掺杂区10至上且位于漏区4和冗余电极区7之间形成冗余栅介质6 ;在主管栅介质5和冗余栅介质6上分别形成主管栅极8和冗余栅极6。
[0032]在本实施例中，η型MOSFET ;衬底I采用体硅；主管栅介质5和冗余栅介质6采用二氧化硅；主管栅极和冗余栅极采用多晶硅。
[0033]本实施例的抗单粒子辐射的场效应晶体管的制备方法，包括以下步骤:
[0034]I)在衬底I上热生长二氧化硅11与化学气相淀积氮化硅12形成掩模层，如图3所示；
[0035]2)旋涂光刻胶13，利用光刻技术刻蚀掩膜层，并刻蚀衬底I形成沟槽，淀积形成浅槽隔离区2，如图4所示；
[0036]3)采用化学机械抛光对表面进行平坦化处理，去除了二氧化硅11和化学气相淀积氮化硅12 ;
[0037]4)对被浅槽隔离区包围衬底I的表层进行硼掺杂形成掺杂区10，热生长一层二氧化娃06，并淀积多晶娃08，如图5所不；
[0038]5)采用具有主管栅介质和冗余栅介质图案的光刻板，旋涂光刻胶09，进行光刻，在掺杂区10上形成主管栅介质5和冗余栅介质6，并同时形成在主管栅介质和冗余栅介质上的主管栅极8和冗余栅极9，如图6所示；
[0039]6)对浅槽隔离区包围的掺杂区进行磷离子注入，在主管栅介质的两边分别形成源区3和漏区4，在冗余栅介质两边分别形成漏区4和冗余电极区7，如图7所示；
[0040]7)去除光刻胶09，形成场效应晶体管，如图2所示。
[0041]最后需要注意的是，公布实施方式的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。
【主权项】
1.一种抗单粒子辐射的场效应晶体管MOSFET，其特征在于，所述场效应晶体管包括:衬底、浅槽隔离区、掺杂区、源区、漏区、冗余电极区、主管栅介质、冗余栅介质、主管栅极和冗余栅极；其中，所述掺杂区形成在衬底上；所述浅槽隔离区包围掺杂区并嵌在衬底内；在掺杂区内依次为源区、漏区和冗余电极区，源区、漏区和冗余电极区彼此之间具有距离；在掺杂区上且位于源区和漏区之间形成主管栅介质；在掺杂区之上且位于漏区和冗余电极区之间形成冗余栅介质；在主管栅介质和冗余栅介质上分别形成主管栅极和冗余栅极。2.如权利要求1所述的场效应晶体管，其特征在于，所述衬底采用体硅。3.如权利要求1所述的场效应晶体管，其特征在于，所述冗余电极区的掺杂类型与衬底的杂质类型相反。4.如权利要求1所述的场效应晶体管，其特征在于，所述源区和漏区的掺杂类型相同，所述冗余电极区的掺杂类型与源区和漏区的掺杂类型相同。5.如权利要求1所述的场效应晶体管，其特征在于，所述对于η型M0SFET，所述冗余电极区掺杂为磷；对于P型M0SFET，所述冗余电极区掺杂为硼。6.如权利要求1所述的场效应晶体管，其特征在于，所述冗余电极区为冗余阳极，或者为冗余阴极，由MOSFET的η型或ρ型决定；对于η型M0SFET，所述冗余电极区为冗余阳极，冗余电极区接高电压，冗余栅极接低电压；对于P型M0SFET，所述冗余电极区为冗余阴极，冗余电极区接低电压，冗余栅极接高电压。7.如权利要求1所述的场效应晶体管，其特征在于，所述冗余栅介质的长度与主管栅介质的长度相同或不同。8.如权利要求1所述的场效应晶体管，其特征在于，所述冗余电极区的宽度与源区和漏区的宽度相同或不同；冗余电极区的长度与源区和漏区的长度相同或不同。9.如权利要求1所述的场效应晶体管，其特征在于，所述主管栅介质和冗余栅介质的材料采用高介电常数材料。10.一种抗单粒子辐射的场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤: 1)在衬底上形成掩模层； 2)利用光刻技术刻蚀掩膜层，并刻蚀衬底形成沟槽，淀积形成浅槽隔离区； 3)采用化学机械抛光对表面进行平整化处理； 4)对被浅槽隔离区包围衬底的表层进行掺杂形成掺杂区，热生长一层栅介质材料，并淀积栅电极材料； 5)采用具有主管栅介质和冗余栅介质图案的光刻板，进行光刻，在掺杂区上形成主管栅介质和冗余栅介质，并同时形成在主管栅介质和冗余栅介质上的主管栅极和冗余栅极； 6)对浅槽隔离区包围的掺杂区进行离子注入，离子注入的类型与掺杂区杂质的类型相反，在主管栅介质的两边分别形成源区和漏区，在冗余栅介质两边分别形成漏区和冗余电极区。
【专利摘要】本发明公开了一种抗单粒子辐射的场效应晶体管及其制备方法。本发明的场效应晶体管包括：衬底、浅槽隔离区、掺杂区、源区、漏区、冗余电极区、主管栅介质、冗余栅介质、主管栅极和冗余栅极；本发明隶属于版图级设计加固方法，一定程度上可以从瞬态脉冲产生的源头抑制MOSFET对单粒子辐照的敏感性；本发明基于辐射效应的电荷分享原理，在敏感pn结周围形成冗余电极区/衬底pn结，使其在无辐射时不影响MOSFET的工作性能，有辐射时可以分担收集辐射电离效应产生的电荷，从而减少被保护的敏感pn结的收集电荷；并且，与使用高密度体接触/阱接触的设计加固方法相比，本发明需要的版图总面积较小，具有更高的集成度。
【IPC分类】H01L29/06, H01L29/423, H01L21/336, H01L29/78
【公开号】CN105161524
【申请号】CN201510429977
【发明人】黄如, 武唯康, 安霞, 刘静静, 阙陶, 张兴
【申请人】北京大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年7月21日