專利名稱：雙柵mos器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種金屬－氧化物－半導(dǎo)體(MOS)器件的結(jié)構(gòu)。特別涉及一種具有兩個不同厚度氧化物柵區(qū)的金屬－氧化物－半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)有金屬－氧化物－半導(dǎo)體器件都只有單一的均勻氧化層?xùn)艆^(qū)與單一金屬層?xùn)艠O，器件一旦制成，柵壓～溝道電導(dǎo)的線性特性就已固定，無法進行調(diào)節(jié)。這種情況對于某些應(yīng)用需求，特別是對于在寬廣范圍內(nèi)實現(xiàn)電壓－電導(dǎo)轉(zhuǎn)換功能的應(yīng)用需求不能適應(yīng)。
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實用新型在同一金屬－氧化物－半導(dǎo)體器件中設(shè)置兩個不同厚度的氧化物柵區(qū)，以及在這兩個柵區(qū)之上分別設(shè)置金屬層?xùn)艠O，并使這種雙柵MOS結(jié)構(gòu)兩側(cè)的源區(qū)及漏區(qū)連通，保持單一的源極和漏極。由此在源漏之間形成的溝道電導(dǎo)乃是兩個柵區(qū)下面半導(dǎo)體表面溝道的并聯(lián)電導(dǎo)，這就使得其中的一個柵壓～溝道電導(dǎo)線性特性能由另一柵壓調(diào)節(jié)。圖1為現(xiàn)有MOS器件的柵壓～溝道電導(dǎo)特性曲線，其中縱坐標G為溝道電導(dǎo)，橫坐標Vg為柵壓，每一MOS器件的Vg～G特性曲線是唯一的，不能調(diào)節(jié)。圖2為本發(fā)明雙柵MOS器件柵壓～溝道電導(dǎo)特性曲線，其中縱坐標G仍為溝道電導(dǎo)，橫坐標Vg1為厚柵的柵壓，這時的Vg1～G特性曲線可以由另一薄柵柵壓Vg2調(diào)節(jié)，特別是在應(yīng)用中往往需要Vg1～G特性曲線通過原點時，這種雙柵MOS器件總能通過調(diào)節(jié)Vg2使之實現(xiàn)。
本實用新型雙柵MOS器件不論是用P溝道還是用n溝道的結(jié)構(gòu)均能實現(xiàn)。圖3示出本實用新型一項實施例的P溝道雙柵MOS器件結(jié)構(gòu)示意圖，其中1為n型Si襯底，2為薄柵氧化層，3為薄柵金屬層?xùn)艠O，4為厚柵氧化層，5為厚柵金屬層?xùn)艠O，6為P＋源區(qū)，7為金屬層源極，8為P＋漏區(qū)，9為金屬層漏極。該實施例的厚柵氧化層(4)控制在0.5至2.5微米的范圍內(nèi)，薄柵氧化層(2)控制在0.05至0.15微米的范圍內(nèi)，這樣的厚柵柵極能夠適應(yīng)數(shù)百伏較高電壓～溝道電導(dǎo)的線性變換，并能通過調(diào)節(jié)在這樣的薄柵柵極上所加的直流低壓使厚柵柵壓～溝道電導(dǎo)特性曲線通過原點。這樣的雙柵MOS器件有四個引出端，如圖4所示，有厚柵柵極引出端g1，薄柵柵極引出端g2，源極引出端S，漏極引出端D。
在一些應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，如在電功率測量中，往往需要在比較寬廣的數(shù)值范圍內(nèi)進行電壓～電導(dǎo)的線性變換，而本實用新型雙柵MOS器件正是實現(xiàn)這類功能的極為簡便和有效的手段。


圖1為現(xiàn)有MOS器件的柵壓～溝道電導(dǎo)特性曲線，其中橫坐標Vg為柵壓，縱坐標G為溝道電導(dǎo)。
圖2為本實用新型雙柵MOS器件的厚柵柵壓～溝道電導(dǎo)特性曲線族，其中橫坐標Vg1為厚柵柵壓，縱坐標G為溝道電導(dǎo)，每一根Vg1～G特性曲線與一個薄柵柵壓值Vg2對應(yīng)。
圖3為本實用新型一項實施例P溝道雙柵MOS器件結(jié)構(gòu)示意圖，其中1為n型Si襯底，2為薄柵氧化層，3為薄柵金屬層?xùn)艠O，4為厚柵氧化層，5為厚柵金屬層?xùn)艠O，6為P＋源區(qū)，7為金屬層源極，8為P＋漏區(qū)，9為金屬層漏極。
圖4為本實用新型雙柵MOS器件外引端示意圖，其中g(shù)1為厚柵柵極引出端，g2為薄柵柵極引出端，S為源極引出端，D為漏極引出端。
權(quán)利要求1.一種金屬-氧化物-半導(dǎo)體器件，其特征在于，它有兩個不同厚度的氧化物柵區(qū)，并在這兩個柵區(qū)上分別設(shè)置金屬層?xùn)艠O，兩個柵區(qū)兩側(cè)的源極以及漏極均互相連通為單一的源極與漏極。
2.按照權(quán)利要求1所述金屬－氧化物－半導(dǎo)體器件的特征為，在所述兩個不同厚度氧化物柵區(qū)中，厚柵區(qū)氧化物厚度在0.5至2.5微米的范圍內(nèi)，薄柵區(qū)氧化物厚度在0.05至0.15微米的范圍內(nèi)。
專利摘要本實用新型公開了一種雙柵MOS器件，它有兩個不同厚度的氧化物柵區(qū)，并有各自分開的金屬層?xùn)艠O，源極和漏極均保持單一。這種器件的厚柵柵壓—溝道電導(dǎo)線性特性可由薄柵柵壓進行調(diào)節(jié)，它能滿足在寬廣數(shù)值范圍內(nèi)進行電壓—電導(dǎo)線性變換的應(yīng)用需求。
文檔編號H01L29/78GK2038669SQ88220839
公開日1989年5月31日 申請日期1988年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月15日
發(fā)明者林雨, 陸文蘭, 王志英 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所