Полевой транзистор Советский патент 1987 года по МПК H01L29/78 

1 10 Изобретение относится к полупроводниковым приборам, в частности, МДП-транзисторам с обеднением, нашед шим широкое применение в полупроводниковых интегральных схемах, используемых в вычислительной технике, автоматике. Для улучшения соотношения между потребляемой мощностью и быстродействием микросхем в качестве нагрузок широко используют МДП-транзисторы с обеднением. При необходимости переда чи через такие транзисторы высоких напряжений (более 25 В) для з меньшения потребляемой мощности используют высокоомные полупроводниковые подлож ки, малую толщину подзатворного диэлектрика с высокой диэлектрической проницаемостью для обеспечения малого коэффициента влияния подложки на пороговое напряжение. Для уменьшения потребляемой мощности нагрузку выбирают высокоомной, что достигается путем использования МДП-транзисторов с большой длиной и малой шириной канала. Для увеличения сопротивления нагрузки область канала легируют примесью того же типа проводимости, что и полупроводниковая подложка, или размещают аналогичный диффузионный слой под областью встроенного канала Но из-за увеличения коэффициента вли яния подложки на пороговое напряжение такие транзисторы не пригодны для передачи высокого уровня напряжения. Известна конструкция МДП-транзистора с обеднением с малой шириной ка нала. Но из-за усложнения технологии изготовления такая конструкция не на ла широкого применения при производстве интегральных схем. В известных устройствах в качестве нагрузки используются МДП-транзис торы с обогащением, затворы которых соединены со стоком и с шиной питани и МДП-транзистор с обеднением, затво которого соединен с истоком и с выхо дом инвертора, сток - с истоком МДПтранзистора с обогащением. ( Основным недостатком такой нагруз ки является неполная передача напряжения на величину, равную пороговому напряжению МДП-транзистора, с учетом обратного смещения по подложке. Этот недостаток устраняется в сос тавной нагрузке в виде двух последо92вательно включенных МДП-транзисторов с обеднением, затвор и исток каждого из которых соединены между собой. Через такую нагрузку передача напряжения осуществляется без потерь, основной недостаток - большая потребляемая мощность, так как при минимальном напряжении между затвором, истоком и подложкой для одного транзистора другой транзистор смещен только по подложке, а для уменьшения потребляемой мощности используют длиннокан.альные МДП-транзисторы, имеющие большое значение коэффициента влияния подложки на пороговое напряжение. В качестве нагрузок может быть использовано несколько последовательно включенных МДП-транзистрров с обеднением, затвор и исток каждого транзистора соединены между собой. Недостатком такой нагрузки является большая потребляемая мощность. При минимальном напряжении между истоком, затвором и подложкой для последнего транзистора остальные транзисторы смещены только по подложке, так как затворы соединены с соответствующими истоками, а для уменьшения потребляемой мощности используют длинноканальные МДП-транзисторы. Наиболее близким по технической сущности является полевой транзистор с изолированным электродом затвора, содержащий полупроводниковую подложку первого типа проводимости, в которой сформированы высоколегированные области стока, истока второго типа проводимости, которые соединены областью канала того же типа проводимости, концентрация основных носителей в которой меньше, чем в областях истока и стока, и расположенной под диэлектриком. Из-за большого коэффициента влияния подложки на пороговое напряжение этих транзисторов для п-канальных транзисторов выбирают пороговые напряжения низкими. Это приводит к большой потребляемой ими мощности в режиме малой разности потенциалов между истоком, затвором, подложкой. Из-за ограничения возможности уменьшения ширины канала для такого транзистора нельзя уменьшать длину канала для уменьшения коэффициента влияния подложки на пороговое напряжение . 310 Поэтому недостатком таких транзисторов является большая потребляемая им мощность из-за большого коэффициента влияния подложки на пороговое напряжение, обусловленное необходимостью использования канала большой длины. Целью изобретения является уменьшение .потребляемой мощности. Поставленная цель достигается тем, что в известном полевом транзисторе с изолированным электродом затвора, содержащем полупроводниковую подложку первого типа проводимости, в которой сформированы высоколегированные области стока, истока второго типа проводимости, которые соединены областью канала того же типа проводи- мости, концентрация основных носителей, в которой меньше, чем в областях истока и стока, и расположенной под диэлектриком, электрод затвора выполнен в форме гребенки,- между, зубцами которой сформированы области аналоги ные областям стока и истока. 94 На фиг. 1 изображен полевой транзистор в разрезе; а на фиг. 2 - в плане. Транзистор содержит подложку 1, области истока, стока 2, 3, область канала 4, области 5, аналогичные областям стока и истока, полевой диэлектрик 6, электрод затвора 7. За счет использования последовательно включенных короткоканальных МДП-транзисторов с обеднением е общим затворов вместо длинноканального МДПтранзистора обеспечивается уменьшение коэффициента влияния подложки на пороговое напряжение транзистора. Кроме того, при минимальном напряжении между, областью истока, затвором и подложкой остальные составные транзисторы смещены не только по под ложке, но и по затвору. Это позволяет уменьшить потребляемую мощность при передаче высокого напряжения через МДП-транзистор с обеднением. Использование изобретения позволит создавать полевые транзисторы с уменьшенной потребляемой мощностью при передаче высокого напряжения.

ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР Q изолированным электродом затвора, содержащий полупроводниковую подложку первого типа проводимости, в которой сформированы высоколегированные области стока, истока второго типа проводимости, которые соединены областью канала -то го же типа проводимости, концентрация основных носителей в которой меньше, чем в областях истока и стока, и расположенной под диэлектриком, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности, электрод затвора выполнен в форме гребенки, между зубцами кото рой сформированы области, аналогичные областям стока и истока. СО со