【技术实现步骤摘要】
本专利技术通常涉及可用于模拟(analog)或数字(digital)电路中的电路元件例如晶体管，其中，可以静态及/或动态方式调节或编程逻辑元件的至少其中一些或逻辑元件块的功能行为。
技术介绍
1、在微电子领域中已作了大量努力来持续提升在信号处理方面的性能，同时降低总体尺寸及功耗(power consumption)。目前，可基于先进cmos技术形成强大的逻辑装置例如微处理器等，其中，p型晶体管元件及n型晶体管元件代表高性能低功率半导体装置的支柱。由于晶体管元件的尺寸不断缩小，可在单个半导体芯片中实施越来越多的功能，从而进一步提供在单个芯片上生产完整系统的能力。另一方面，例如通过降低先进晶体管元件的操作电压可持续降低复杂逻辑电路的功耗，而不显著地负面影响这些装置的开关速度，从而甚至在低功率应用中(可能结合额外资源，例如传感器元件、模拟-数字转换器等)可实施较大的计算能力。以此方式，可进一步为基于互补晶体管元件所制造的低成本系统提供高度复杂的信号处理能力。
2、尽管近年来已开发高度复杂的中央处理单元来为许多应用类型提供实施几乎任意所需计算能力的可能性，但仍持续趋向于减少总体计算时间，同时也降低功耗。对于给定的技术节点，可能不会同时优化这两方面，因为减少晶体管的开关时间(因此增加操作速度)通常可伴随静态及动态损失增加，从而增加功耗。
3、例如，如果针对专门定义的计算要求先进的计算能力以及降低的总体功耗，可设计专用集成电路以提供专门适应手头任务的经适当配置的硬件。尽管提供专门设计的集成电路可解决高性能与低功耗之间
4、目前，正在非常努力地组合可重构硬件结合传统逻辑电路及非易失性存储器的优点，以提供允许专门调整硬件区域(例如特定逻辑块)的优良半导体装置，使其针对特定的逻辑操作优化，而不需要为了在重新启动特定装置时能够建立所需硬件配置而在任意非易失性存储器中预编程所需硬件配置方面的大量开销。
5、在一些已提出的方法中，可使用非易失性储存元件例如铁电晶体管、基于电荷载流子(carrier)注入栅极电极的储存晶体管等建立非易失性储存装置，基于该装置可实施相应硬件重构。尽管此类方法很有希望增强相应非易失性储存装置的性能，从而也增强相应系统(包括可重构的逻辑区域)的总体性能，但看起来可能需要进一步增强相应半导体装置的可重构部分的灵活性及/或逻辑密度，以提高这些装置的经济重要性。
6、鉴于上述情形，本专利技术涉及用以提供可重构或可编程的逻辑装置的技术，同时避免或至少减轻上述问题的其中一个或多个的影响。
技术实现思路
1、下面提供本专利技术的简要总结，以提供本专利技术的一些态样的基本理解。本
技术实现思路
并非详尽概述本专利技术。其并非意图识别本专利技术的关键或重要元件或划定本专利技术的范围。其唯一目的在于提供一些简化形式的概念，作为后面所讨论的更详细说明的前序。
2、一般来说，本专利技术是基于以下概念：在基本逻辑元件的层级本身提供非易失性功能以改进可重构或可编程逻辑装置领域中的逻辑密度及/或功耗及/或灵活性。为此，可提供基本具有晶体管元件的功能行为的逻辑元件，以允许调节或偏移装置特性，从而为有利地以非易失性方式编程单个逻辑元件的信号响应或逻辑响应提供可能性，以此获得显著较高程度的“粒度(granularity)”来调整逻辑元件的相应组合块的总体逻辑行为。在示例实施例中，相应的可编程或可调节逻辑元件可基于铁电晶体管概念建立，以在单独逻辑元件中实施该非易失性性质。通过利用相应晶体管的铁电性质，可在较短时间间隔内建立相应单独逻辑元件的重构或编程，从而提供动态调整逻辑块的基本硬件配置的可能性，同时可基于相应晶体管元件的非易失性铁电状态保持该编程的“静态”性质，该非易失性铁电状态在正常晶体管操作期间基本不受影响。因此，通过在单个逻辑元件基础上提供可编程或可调节的装置特性可获得高度灵活性，同时也可实现较高的逻辑密度。
3、依据本专利技术的一个示例实施例，一种可编程逻辑元件包括具有栅极端子以及第一沟道端子及第二沟道端子的p型铁电晶体管元件。该可编程逻辑元件还包括具有栅极端子以及第一沟道端子及第二沟道端子的n型铁电晶体管元件，该p型铁电晶体管的该栅极端子、该第一沟道端子及该第二沟道端子分别与该n型铁电晶体管元件的该栅极端子、该第一沟道端子及该第二沟道端子并联电性连接。
4、依据本专利技术的另一个示例实施例，提供一种位于半导体装置中的晶体管型电路元件。该晶体管型电路元件包括沟道区，在其一端连接第一沟道端子且在其第二端连接第二沟道端子。而且，该晶体管型电路元件包括经形成以能够控制穿过该沟道区的电流流动的控制电极。此外，该晶体管型电路元件经配置以具有可偏移至导致该沟道区中的电流流动行为基本为p型特性的第一值且也可偏移至导致该电流流动行为基本为n型特性的第二值的阈值电压。
5、依据本专利技术的又一个示例实施例，提供一种操作逻辑元件的方法。该方法包括并联连接p型晶体管元件与n型晶体管元件。而且，该方法包括基于共同控制信号操作该并联连接的p型晶体管元件与n型晶体管元件。此外，该方法包括通过共同偏移该p型晶体管元件的第一阈值电压及该n型晶体管元件的第二阈值电压来调节该并联连接的p型晶体管元件与n型晶体管元件的电流特性。
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1.一种可编程逻辑元件，包括：
2.如权利要求1所述的可编程逻辑元件，其中，当该P型铁电晶体管元件及该N型铁电晶体管元件处于第一极化状态时，该逻辑元件具有P型功能行为。
3.如权利要求2所述的可编程逻辑元件，其中，当该P型铁电晶体管元件及该N型铁电晶体管元件处于与该第一极化状态相反的第二极化状态时，该逻辑元件具有N型功能行为。
4.如权利要求3所述的可编程逻辑元件，其中，当该P型铁电晶体管元件被极化成该第二极化状态时，非极化状态下的该P型铁电晶体管元件的第一阈值电压经调整而可偏移至低于负供应电压的电平。
5.如权利要求4所述的可编程逻辑元件，其中，当该P型铁电晶体管元件被极化成该第一极化状态时，该非极化状态下的该P型铁电晶体管元件的该第一阈值电压经进一步调整而可偏移至所需的P型操作阈值电压。
6.如权利要求3所述的可编程逻辑元件，其中，当该N型铁电晶体管元件被极化成该第二极化状态时，非极化状态下的该N型铁电晶体管元件的第二阈值电压经调整而可偏移至所需的N型阈值电压。
7.如权利要求6所述的可编程逻辑元件，其中
8.如权利要求7所述的可编程逻辑元件，其中，该P型铁电晶体管元件的该阈值电压与该N型铁电晶体管元件的该阈值电压在该非极化状态下相互对称。
9.如权利要求1所述的逻辑元件，其中，该P型铁电晶体管元件与该N型铁电晶体管元件设于通过隔离结构彼此横向隔开的半导体装置的半导体层中。
10.一种位于半导体装置中的晶体管型电路元件，该晶体管型电路元件包括：
11.如权利要求10所述的晶体管型电路元件，其中，通过在该控制电极中分别建立第一极化状态及第二极化状态，该晶体管型电路元件经进一步调整而能够使该晶体管型电路元件的该阈值电压偏移至该第一值及第二值。
12.如权利要求11所述的晶体管型电路元件，还包括P型铁电晶体管元件及N型铁电晶体管元件。
13.如权利要求12所述的晶体管型电路元件，其中，该P型铁电晶体管元件的第一沟道区与该N型铁电晶体管元件的第二沟道区并联连接，以形成该沟道区。
14.如权利要求13所述的晶体管型电路元件，其中，该P型铁电晶体管元件的第一沟道端子及第二沟道端子与该N型铁电晶体管元件的第一沟道端子及第二沟道端子并联连接，以形成该电路元件的该第一沟道端子及第二沟道端子。
15.如权利要求12所述的晶体管型电路元件，其中，该P型铁电晶体管元件的第一阈值电压与该N型铁电晶体管元件的第二阈值电压分别可偏移超出负操作电压及正操作电压。
16.一种操作逻辑元件的方法，该方法包括：
17.如权利要求16所述的方法，其中，以非易失性方式调节该电流特性。
18.如权利要求16所述的方法，其中，调节该电流特性包括在该P型晶体管元件及该N型晶体管元件中建立可重构极化状态。
19.如权利要求16所述的方法，还包括通过分别调节该P型晶体管元件及该N型晶体管元件的掺杂物分布来调节该第一阈值电压及第二阈值电压的基值。
20.如权利要求19所述的方法，其中，将该基值的差异调节至正常操作的目标操作电压的80％。
...【技术特征摘要】
1.一种可编程逻辑元件，包括：
2.如权利要求1所述的可编程逻辑元件，其中，当该p型铁电晶体管元件及该n型铁电晶体管元件处于第一极化状态时，该逻辑元件具有p型功能行为。
3.如权利要求2所述的可编程逻辑元件，其中，当该p型铁电晶体管元件及该n型铁电晶体管元件处于与该第一极化状态相反的第二极化状态时，该逻辑元件具有n型功能行为。
4.如权利要求3所述的可编程逻辑元件，其中，当该p型铁电晶体管元件被极化成该第二极化状态时，非极化状态下的该p型铁电晶体管元件的第一阈值电压经调整而可偏移至低于负供应电压的电平。
5.如权利要求4所述的可编程逻辑元件，其中，当该p型铁电晶体管元件被极化成该第一极化状态时，该非极化状态下的该p型铁电晶体管元件的该第一阈值电压经进一步调整而可偏移至所需的p型操作阈值电压。
6.如权利要求3所述的可编程逻辑元件，其中，当该n型铁电晶体管元件被极化成该第二极化状态时，非极化状态下的该n型铁电晶体管元件的第二阈值电压经调整而可偏移至所需的n型阈值电压。
7.如权利要求6所述的可编程逻辑元件，其中，当该n型铁电晶体管元件被极化成该第一极化状态时，该非极化状态下的该n型铁电晶体管元件的该第二阈值电压经进一步调整而可偏移至高于正供应电压。
8.如权利要求7所述的可编程逻辑元件，其中，该p型铁电晶体管元件的该阈值电压与该n型铁电晶体管元件的该阈值电压在该非极化状态下相互对称。
9.如权利要求1所述的逻辑元件，其中，该p型铁电晶体管元件与该n型铁电晶体管元件设于通过隔离结构彼此横向隔开的半导体装置的半导体层中。
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【专利技术属性】
技术研发人员：瑞夫·理查，史芬·拜耳，S·丁克尔，
申请(专利权)人：格芯美国集成电路科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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