反相器、操作反相器的方法以及包括反相器的逻辑电路技术

本发明专利技术提供了一种反相器、操作反相器的方法以及包括反相器的逻辑电路。所述反相器可包括负载晶体管和驱动晶体管，负载晶体管和驱动晶体管中的至少一个可具有双栅结构。负载晶体管或驱动晶体管的阈值电压可通过双栅结构来调整，从而反相器可以是增强／耗尽（Ｅ／Ｄ）型反相器。

【技术实现步骤摘要】

示例实施例涉及一种反相器、逻辑电路以及包括所述反相器的半导体装置。
技术介绍
在半导体集成电路(例如，动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器 (SRAM)、非易失性存储器、液晶显示(LCD)装置、有机发光装置)中，使用各种逻辑电路，例 如，NAND(与非)和N0R(或非)电路。反相器是逻辑电路的基本组件。 通常，Si类反相器是包括n沟道金属氧化物半导体(NM0S)晶体管和p沟道金属 氧化物半导体(PM0S)晶体管的互补金属氧化物半导体(CMOS)反相器。当Si层用作沟道 层时，可通过改变用于沟道层的掺杂元素的类型来更容易地形成NM0S晶体管或PM0S晶体 管，从而可容易地制造CMOS反相器。例如，通过用第三族元素(例如，硼(Be))掺杂Si层 来形成P沟道层。 然而，当使用氧化物半导体来形成沟道层时，由于氧化物半导体材料的特性使得 制造P沟道半导体会比较困难。也就是说，使用氧化物半导体形成的沟道层通常是n沟道 层。因此，当使用具有由氧化物半导体形成的沟道层的晶体管时，实现具有n沟道晶体管和 P沟道晶体管的反相器会比较困难。
技术实现思路
示例实施例包括一种增强/耗尽(E/D)型反相器。其他示例实施例包括一种操作 反相器的方法。示例实施例包括一种具有反相器的逻辑电路。 在下面的描述中将部分地阐明另外的方面，通过描述部分地将会变得清楚，或者 通过实施示例实施例可以了解。 根据示例实施例，一种反相器可包括负载晶体管；和连接到负载晶体管的驱动 晶体管，其中，负载晶体管和驱动晶体管中的至少一个具有调节负载晶体管或驱动晶体管 的阈值电压的双栅结构。 负载晶体管可以是耗尽型晶体管，驱动晶体管可以是具有双栅结构的增强型晶体 管。负载晶体管可以是具有双栅结构的耗尽型晶体管，驱动晶体管可以是增强型晶体管。负 载晶体管和驱动晶体管可以是氧化物薄膜晶体管(TFT)。 负载晶体管和驱动晶体管的沟道层可包括由Zn0类氧化物。负载晶体管和驱动晶 体管可以是顶栅晶体管，负载晶体管和驱动晶体管中的一个还可包括顶栅晶体管之下的底 栅。负载晶体管和驱动晶体管中的每一个可包括具有沟道区、源区和漏区的有源层。 负载晶体管和驱动晶体管中的每一个可包括沟道层、接触沟道层的第一端的源层 和接触沟道层的第二端的漏层。负载晶体管和驱动晶体管中的每一个可以是底栅晶体管， 负载晶体管和驱动晶体管中的一个还可包括底栅晶体管之上的顶栅。在负载晶体管或驱动 晶体管中的双栅结构的栅极可彼此分离。在负载晶体管或驱动晶体管中的双栅结构的栅极 可彼此电连接。负载晶体管和驱动晶体管可具有双栅结构。 根据示例实施例，一种逻辑电路可包括多个示例实施例的反相器。所述多个反相 器中的每一个的负载晶体管和驱动晶体管可以是顶栅晶体管，负载晶体管和驱动晶体管中 的一个还可包括顶栅晶体管之下的底栅，底栅与相应的顶栅分离，所述多个反相器中的每 一个的底栅可彼此电连接。 所述多个反相器中的每一个的负载晶体管和驱动晶体管可以是底栅晶体管，负载 晶体管和驱动晶体管中的一个还可包括底栅晶体管之上的顶栅，顶栅与相应的底栅分离， 所述多个反相器中的每一个的顶栅可彼此电连接。所述逻辑电路可包括NAND电路、N0R电 路、编码器、解码器、复用器(MUX)、解复用器(DEMUX)和感测放大器中的至少一个。负载晶 体管和驱动晶体管可具有双栅结构。 根据示例实施例，一种操作反相器的方法可包括提供负载晶体管和连接到负载 晶体管的驱动晶体管，其中，负载晶体管和驱动晶体管中的至少一个具有双栅结构；以及改 变具有双栅结构的至少一个晶体管的阈值电压。 改变阈值电压可包括将电压提供给具有双栅结构的晶体管的两个栅极中的至少 一个。驱动晶体管可具有双栅结构，改变阈值电压可包括将负(_)电压提供给驱动晶体管 的两个栅极中的一个。 驱动晶体管可具有双栅结构，改变阈值电压可包括将正(+)电压提供给驱动晶 体管的两个栅极。负载晶体管可具有双栅结构，改变阈值电压可包括将正(+)电压提供给 负载晶体管的两个栅极中的一个。所述方法还可包括在调节阈值电压之后将正常的操作 电压提供给反相器。负载晶体管和驱动晶体管可具有双栅结构。附图说明 通过下面结合附图进行的详细描述，将更清楚地理解示例实施例。图1至图16表 示在此描述的非限制性的示例实施例。图1至图6是根据示例实施例的反相器的剖视图； 图7是根据示例实施例的反相器的电路图； 图8是示出包括在根据示例实施例的反相器中的双栅晶体管的栅电压(Vg)-漏电 流(Id)根据另一栅电压变化的曲线图； 图9是示出包括在根据示例实施例的反相器中的双栅晶体管的栅电压(Vg)-漏电 流(Id)变化的曲线图； 图IO是示出根据比较示例的单栅晶体管的栅电压(Vg)-漏电流(Id)变化的曲线 图； 图11是示出包括在根据示例实施例的反相器中的负载晶体管的栅电压(Vg)-漏 电流(Id)特性的曲线图; 图12是示出包括在根据示例实施例的反相器中的驱动晶体管的栅电压(Vg)-漏 电流(Id)特性的曲线图; 图13是示出根据示例实施例的反相器的输入电压(VI)-输出电压(V0)特性的曲 线图； 图14至图16是示出根据示例实施例的反相器的剖视图。 应该注意，这些附图旨在示出特定示例实施例中使用的方法、结构和/或材料的一般特性，并补充以下提供的描述。然而，这些示图不用于标定且不会精确地反映任何给定 实施例的精确结构或性能特性，并且不应被解释为限定或限制示例实施例包括的值或属性 的范围。例如，为了清晰，可以縮小或夸大分子、层、区域和/或结构元件的相对厚度和位 置。在不同的附图中使用相似或相同的标号来指示存在相似或相同的元件或特征。具体实施例方式现在，将参照示出多个示例实施例的附图来更全面地描述各种示例实施例。这里 公开了详细说明的示例实施例。然而，这里公开的具体结构和功能细节仅是为了描述示例 实施例的典型示例。然而，示例实施例可以以许多替换的形式来实现，而不应解释为仅限于 在此阐述的示例实施例。 因此，尽管示例实施例能够具有各种修改和替换形式，但在附图中通过举例示出 了其实施例并在此进行详细描述。然而，应该理解，不是将示例实施例限制于公开的特定形 式，相反，示例实施例覆盖落入示例实施例范围的所有修改形式、等同物和替换物。贯穿附 图的描述，相同的标号指示相同的元件。 应该理解的是，尽管在这里可使用术语第一、第二等来描述不同的元件，但是这些 元件并不受这些术语的限制。这些术语仅是用来将一个元件与另一个元件区分开来。例如， 在不脱离示例实施例的范围的情况下，第一元件可称为第二元件，相似地，第二元件可称为 第一元件。如在这里使用的，术语和/或包括一个或多个相关所列的项目的任意组合和 所有组合。 应该理解的是，当元件或层被称作形成在另一元件或层上时，该元件或层可 以直接或间接形成在另一元件或层上。即，例如，可以存在中间元件或中间层。相反，当元 件被称作直接形成在在另一元件上时，不存在中间元件或中间层。应该以相同的方式 来解释用于描述元件或层之间的关系的其他词语(例如，在...之间和直接在...之 间，与...相邻和直接与...相邻等)。 为了便于描述，在这里可使用空间相对术语，如在...之下、在...下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反相器，包括：负载晶体管；和驱动晶体管，连接到负载晶体管，其中，负载晶体管和驱动晶体管中的至少一个具有双栅结构。

【技术特征摘要】
KR 2008-10-1 10-2008-0096721一种反相器，包括负载晶体管；和驱动晶体管，连接到负载晶体管，其中，负载晶体管和驱动晶体管中的至少一个具有双栅结构。2. 如权利要求1所述的反相器，其中，负载晶体管是耗尽型晶体管，驱动晶体管是具有 双栅结构的增强型晶体管。3. 如权利要求1所述的反相器，其中，负载晶体管是具有双栅结构的耗尽型晶体管，驱 动晶体管是增强型晶体管。4. 如权利要求1所述的反相器，其中，负载晶体管和驱动晶体管是氧化物薄膜晶体管。5. 如权利要求4所述的反相器，其中，负载晶体管和驱动晶体管包括由ZnO类氧化物制 造的沟道层。6. 如权利要求1所述的反相器，其中，负载晶体管和驱动晶体管是顶栅晶体管， 负载晶体管和驱动晶体管中的一个还包括顶栅晶体管之下的底栅。7. 如权利要求6所述的反相器，其中，负载晶体管和驱动晶体管包括具有沟道区、源区 和漏区的有源层。8. 如权利要求6所述的反相器，其中，负载晶体管和驱动晶体管包括沟道层、接触沟道 层的第一端的源层和接触沟道层的第二端的漏层。9. 如权利要求1所述的反相器，其中，负载晶体管和驱动晶体管中的每一个是底栅晶 体管，负载晶体管和驱动晶体管中的一个还包括底栅晶体管之上的顶栅。10. 如权利要求1所述的反相器，其中，在负载晶体管或驱动晶体管中的双栅结构的栅 极彼此分离。11. 如权利要求1所述的反相器，其中，在负载晶体管或驱动晶体管中的双栅结构的栅 极彼此电连接。12. 如权利要求1所述的反相器，其中，负载晶体管和驱动晶体管具有双栅结构。13. —种逻辑电路，包括 多个如权利要求1所述的反相器。14. 如权利要求13所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：金尚煜，宋利宪，金昌桢，朴宰彻，金善日，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]