【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双栅极金属氧化物半导体场效应晶体管
本公开总体上涉及半导体制造,并且更具体地,涉及双栅极金属氧化物半导体场效应晶体管的制造和使用。
技术介绍
半导体器件制造是用于创建存在于许多电气和电子器件中的集成电路的工艺。这是一个光刻、机械和化学处理步骤的多步骤序列,在此期间,电子电路在由半导体材料制成的晶圆上逐渐创建。例如,在半导体器件制造期间,可以在单个半导体管芯(die)上形成包括晶体管、电阻器、电容器、电感器和二极管的多个分立电路组件。晶体管是具有许多用途的半导体器件。一般来说,晶体管是用于放大或切换电子信号和电功率的半导体器件。它由通常具有至少三个用于连接到外部电路的端子的半导体材料组成。通常,施加到一对晶体管端子的电压或电流控制通过另一对端子的电流。一种常见类型的晶体管是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。典型的MOSFET包括绝缘栅极,其电压决定了该器件的电导率,如在该器件的两个其他非栅极端子(被称为漏极端子和源极端子)之间看到的那样。具有大量施加电压的MOSFET改变电导率的能力允许其被用于放大或切换电子信号。可见的增加使用的一种类型的MOSFET是扩展漏极MOSFET,有时也称为漏极扩展MOSFET、EDMOS或DEMOS。顾名思义,扩展漏极MOSFET通过在晶体管器件的漏极和沟道之间增加一个n型漏极漂移区来扩展晶体管器件的漏极,其可能会在该漏极扩展区而不是沟道区中捕获电场的绝大部分,因此包含对该扩展漏极区而不是沟道区的热载流子效应,因此增加了晶体管器件的热载流子可靠性。现有的扩展漏极 ...
【技术保护点】
1.一种双栅极金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),包括:/nMOSFET,其具有沟道区、漏极和源极;/n邻近所述沟道区形成的第一栅极;/n邻近所述漏极形成的漏极扩展区;以及/n邻近所述漏极扩展区形成的第二栅极。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170929 US 15/720,9771.一种双栅极金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),包括:
MOSFET,其具有沟道区、漏极和源极;
邻近所述沟道区形成的第一栅极;
邻近所述漏极形成的漏极扩展区;以及
邻近所述漏极扩展区形成的第二栅极。
2.根据权利要求1所述的双栅极MOSFET,其中,所述第二栅极形成在所述第一栅极被形成在其上的半导体衬底的表面的外部。
3.根据权利要求1所述的双栅极MOSFET,其中,所述第二栅极形成在所述MOSFET被形成在其上的半导体衬底内,使得所述第二栅极与漏极扩展区隔离。
4.根据权利要求1所述的双栅极MOSFET,还包括在所述第二栅极和所述漏极扩展区之间形成隔离的导电层。
5.根据权利要求4所述的双栅极MOSFET,其中,布置隔离的导电层,使得其电压通过与所述第二栅极的电容耦合来控制。
6.根据权利要求4所述的双栅极MOSFET,其中,所述隔离的导电层包括在所述双栅极MOSFET的制造期间注入的电荷。
7.根据权利要求4所述的双栅极MOSFET,其中,选择隔离的导电层到在其上形成所述双栅极MOSFET的半导体衬底表面的距离,以实现所述双栅极MOSFET的所需击穿电压和所需导电状态漏极到源极阻抗中的至少一个。
8.根据权利要求1所述的双栅极MOSFET,其中,布置所述第二栅极,使得在所述双栅极MOSFET的导电状态期间,相对于不存在所述第二栅极的导电状态漏极到源极阻抗,施加到所述第二栅极的电压减少了所述双栅极MOSFET的导电状态漏极到源极阻抗。
9.根据权利要求1所述的双栅极MOSFET,其中,布置所述第二栅极,使得在所述双栅极MOSFET的非导电状态期间,相对于不存在所述第二栅极的击穿电压,施加到所述第二栅极的电压增加了所述双栅极MOSFET的击穿电压。
10.根据权利要求1所述的双栅极MOSFET,其中,布置所述第二栅极,使得第二栅极能操作为将电荷局部捕获到邻近所述第一栅极的介电区中,以便调制所述漏极扩展区的导电和所述双栅极MOSFET的击穿电压中的至少一个。
11.根据权利要求1所述的双栅极MOSFET,其中,选择所述第二栅极到在其上形成所述双栅极MOSFET的半导体衬底表面的距离,以实现所述双栅极MOSFET的所需击穿电压和所需导电状态漏极到源极阻抗中的至少一个。
12.根据权利要求1所述的双栅极MOSFET,其中,所述第二栅极由比所述第一栅极更邻近于在其上形成所述双栅极MOSFET的半导体衬底的表面的所述双栅极MOSFET的金属化层形成。
13.根据权利要求1所述的双栅极MOSFET,其中,所述第二栅极的布局包围与所述漏极耦合的漏极接触区,以便形成所述第二栅极。
14.根据权利要求1所述的双栅极MOSFET,其中,所述第二栅极的布局包括电耦合在一起以形成所述第二栅极的多个块。
15.一种用于制造双栅极金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的方法,包括:
形成MOSFET,其具有沟道区、漏极和源极;
邻近所述沟道区形成第一栅极;
邻近所述漏极形成漏极扩展区;以及
邻近所述漏极扩展区形成第二栅极。
16.根据权利要求15所述的方法,还包括在所述第一栅极被形成在其上的半导体衬底的表面的外部形成所述第二栅极。
17.根据权利要求15所述的方法,还包括在所述MOSFET被形成在其上的半导体衬底内形成所述第二栅极,使得所述第二栅极与所述漏极扩展区隔离。
18.根据权利要求15所述的方法,还包括在所述第二栅极和所述漏极扩展区之间形成隔离的导电层。
19.根据权利要求18所述的方法,还包括布置所述隔离的导电层,使得其电压通过与布置所述第二栅极的电容耦合来控制。
20.根据权利要求18所述的方法,还包括在制造所述双栅极MOSFET期间,将电荷注入所述隔离的导电层。
21.根据权利要求18所述的方法,还包括选择所述隔离的导电层到在其上形成所述双栅极MOSFET的半导体衬底表面的距离,来实现所述双栅极MOSFET的所需击穿电压和所需导电状态漏极到源极阻抗中的至少一个。
22.根据权利要求15所述的方法,还包括布置所述第二栅极,使得在所述双栅极MOSFET的导电状态期间,相对于不存在所述第二栅极的导电状态漏极到源极阻抗,施加到所述第二栅极的电压减少了所述双栅极MOSFET的导电状态漏极到源极阻抗。
23.根据权利要求15所述的方法,还包括布置所述第二栅极,使得在所述双栅极MOSFET的非电通状态期间,相对于不存在所述第二栅极的击穿电压,施加到所述第二栅极的电压增加了所述双栅极MOSFET的击穿电压。
24.根据权利要求15所述的方法,还包括布置所述第二栅极,使得第二栅极能够操作为将电荷局部捕获到邻近所述第一栅极的介电区中,以便调制所述漏极扩展区的导电和所述双栅极MOSFET的击穿电压中的至少一个。
25.根据权利要求15所述的方法,还包括选择所述第二栅极到在其上形成所述双栅极MOSFET的半导体衬底表面的距离,以实现所述双栅极MOSFET的所需击穿电压和所需导电状态漏极到源极阻抗中的至少一个。
26.根据权利要求15所述的方法,还包括在比所述第一栅极更邻近于在其上形成所述双栅极MOSFET的半导体衬底的表面的金属化层中形成所述双栅极MOSFET的第二栅极。
27.根据权利要求15所述的方法,还包括布置所述第二栅极的布局包围了与所述漏极耦合的漏极接触区,以便形成所述第二栅极。
28.根据权利要求15所述的方法,还包括布置所述第二栅极的布局包括电耦合在一起以形成所述第二栅极的多个块。
29.一种用于操作双栅极金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的方法,所述双栅极金属氧化物半导体场效应晶体管包括具有沟道区、漏极和源极的MOSFET、并且还包括邻近所述沟道区形成的第一栅极、邻近所述漏极形成的漏极扩展区,以及邻近所述漏极扩展区形成的第二栅极,所述方法包括:
向所述第一栅极施加第一电压,以便调制所述双栅极MOSFET的导电;以及
向所述第二栅极施加第二电压,以便调制所述双栅极MOSFET的击穿电压和双栅极MOSFET的...
【专利技术属性】
技术研发人员:斯科特·沃里克,贾斯汀·多尔蒂,亚历山大·巴尔,克里斯蒂安·拉森,马克·L·塔拉比亚,应迎,
申请(专利权)人:思睿逻辑国际半导体有限公司,
类型:发明
国别省市:英国;GB
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