1 新結構的提出
    如圖2所示，本文提出了一種新的體接觸技術，該方法利用局部SIMOX技術，在晶體管的源、漏下方形成離Si表面較近的薄氧化層，采用源漏的淺結擴散，形成側向體引出結構。未在此基礎上，適當加大了Si膜厚度來減小體引出電阻，與以往方法相比，該方法具有較小的體-源、體-漏寄生電容，完全消除了背柵效應、體引出電阻隨器件寬度增大而減小，體電阻可以隨Si膜厚度的加大而減小，且不以增大寄生電容為代價等優(yōu)點。因而，該器件能更有效地抑制浮體效應。而且，為形成局部埋氧層，該方法僅僅在工藝上增加了一塊掩模版，其他的工藝流程跟標準的SOI CMOS工藝一致，因此該方法具有很好的工藝兼容性。

    該結構可以利用低能量、低劑量局部SIMOX技術實現(xiàn)，為了在器件的溝道下方不形成BOX層，在氧離子注入時，利用Si02掩膜進行覆蓋，掩膜采用RIE(reactive ion etching)，根據(jù)形成的局部埋氧層的深度和厚度確定注入的能量和計量，注入完成后，在Ar+0．5％O2的氣氛中進行高溫退火數(shù)小時形成局部埋氧層。Y．M．Dong和P．He等人的實驗結果驗證了局部SIMOX技術在工藝上的可實現(xiàn)性，利用透射電子顯微鏡對樣品的微結構進行觀察，其源、漏下方的BOX層非常完整，BOX層的端口與多晶Si柵相對齊，間距略微大于柵的長度。整個單晶Si的表面非常平整，源漏區(qū)沒有因為形成BOX層而抬高，也沒有在退火過程中受到氧化而降低。表l為新型結構器件的主要工藝參數(shù)，其中：Tox為柵氧厚度；TSi為Si膜厚度；Tbox為埋氧層厚度；Tsdbox為源漏下埋氧層厚度；Nch為溝道摻雜濃度；Nsub為襯底摻雜濃度；Ldrawn為溝道長度；Wdrawn為溝道寬度；Xj為源漏結深。

2 模擬結果與討論
    采用ISE—TCAD模擬器對器件進行模擬并討論模擬結果。體接觸可在一定程度上抑制浮體效應。體接觸的效果還與接觸位置、器件的尺寸和工藝有關。如果體接觸效果不好，漏結碰撞電離產生的空穴仍然會在體區(qū)積累，使得體區(qū)空穴濃度增大，體區(qū)電位升高，閾值電壓降低，因而漏電流增大。圖3為浮體器件、T型柵體接觸結構和本文提出的新型體接觸結構的輸出特性、切線處空穴濃度和器件的轉移特性曲線，三種結構工藝條件相同。由圖3可見，本文提出的結構體區(qū)空穴濃度最低、閾值電壓最高、沒有kink效應發(fā)生，成功的抑制了浮體效應的產生。

    圖4是T型柵接觸和新型體接觸結構的輸出特性隨器件寬度變化情況對比。從圖中可以清楚地發(fā)現(xiàn)T型柵在器件寬度較大時，漏電流特性變化更加劇烈，kink效應明顯，而新結構沒有出現(xiàn)kink效應。這是因為隨著器件寬度的增加，H型柵體引出電阻增大，kink效應的觸發(fā)電壓逐漸降低。而新結構采用的側向體引出結構，該結構的體電阻隨器件寬度增加而減小。因而，在器件寬度較大時，該結構抑制浮體效應的效果明顯。

    由此可見，器件的體引出電阻的大小對浮體效應的影響是至關重要的，為了有效抑制浮體效應，較小的器件體電阻是很必要的。C．F．Edwards等人報道了體接觸電阻的一級近似計算公式

   
式中：Weff為有效溝道寬度；Leff為有效溝道長度；NA為溝道摻雜濃度；up為載流子遷移率；TSi為Si膜厚度；ε0和εSi分別為真空介電常數(shù)和相對介電常數(shù)。由式(1)可知，體電阻Rb跟Si膜厚TSi成反比，加大Si膜厚度可以降低體電阻。但是，通常SOI器件的源端和漏端都是擴散到埋氧層的，增大Si膜厚度會使器件源端和漏端與體區(qū)的接觸面積增大，致使體寄生電容增大，從而影響器件性能，寄生電容的增大也會延長體放電的時間，不利于抑制浮體效應，而且，較大的源漏結深可能引起穿通效應。
    本文提出的體接觸結構可以解決這一矛盾。該結構在源漏下面用低能量、低劑量注氧退火生成的局部氧化層，采用源漏淺結擴散，源漏區(qū)面積小，體區(qū)寄生電容比較小，而且寄生電容不會隨著Si膜厚度的增加而增加。圖5是膜厚度對體區(qū)空穴引出速度RbCb的影響。從圖中可以看到，隨著器件厚度的增加H型柵的RbCb延時趨于飽和，而新結構的延時隨著Si膜厚度的增加而減小。這和剛才分析的結果相符合。說明隨著器件寬度增加，H型柵結構的體電阻Rb減小，但與此同時，體電容Cb增大，在而且Cb增加的幅度和風減小的幅度一致，從而使得RbCb趨于飽和。而對于新體接觸結構而言，電阻Rb隨Si膜厚度增加而減小的同時，體電容Cb并不改變，因此，RbCb隨Si膜加大而逐漸減小。以上的討論結果說明，該結構可以在不增加寄生電容為代價的情況下，通過適當?shù)脑黾覵i膜厚度的方法來減小體引出電阻，從而更好地抑制浮體效應。需要注意的是，如果這種器件Si膜比較薄，由于采用側向體引出結構，結深和局部埋氧層所占的空間導致體引出通道較窄，導致體電阻變大，這是不希望看到的，因此實際應用時，新結構器件的Si膜厚度必需足夠大，實驗數(shù)據(jù)表明，250 nm Si膜厚度的新結構器件和200 nm Si膜厚度的常規(guī)器件的體電阻大小相當，這說明在其他工藝參數(shù)相同的情況下，新結構器件的Si膜厚度要大于250 nm的情況下，其優(yōu)勢才會明顯。另外，在Si膜較厚的情況下可以考慮用逆向摻雜技術使體區(qū)雜質濃度加大，進一步減小體電阻。這就要考慮工藝對浮體效應的影響，超出本文的討論范圍。關于工藝對浮體效應的影響將在以后做進一步研究。

3 結論
    本文提出了一種體接觸結構，與其他體接觸技術相比，該方法的體引出電阻小，寄生電容小，體引出效果不受器件寬度的影響。并且可以在不增加寄生電容為代價的情況下，通過適當?shù)脑黾覵i膜厚度的方法減小體引出電阻，從而更好地抑制浮體效應。另外，由于源和漏的淺結擴散，沒有達到SOI的BOX層，不會形成背柵開啟的溝道，因此，該結構不存在背柵效應。