H - Electricity – 01 – L
Patent
H - Electricity
01
L
H01L 29/772 (2006.01) H01L 21/8238 (2006.01) H01L 27/092 (2006.01) H01L 29/10 (2006.01) H01L 29/36 (2006.01) H01L 29/49 (2006.01) H01L 29/78 (2006.01)
Patent
CA 2048675
A field effect transistor (FET) operates in the enhancement mode without requiring inversion by setting the device's threshold voltage to twice the Fermi potential of the semiconductor material. The FET, referred to as a Fermi Threshold FET or Fermi-FET, has a threshold voltage which is independent of oxide thickness, channel length, drain voltage and substrate doping. The vertical electric field in the channel becomes zero, thereby maximizing carrier mobility, and minimizing hot electron effects. A high speed device, substantially independent of device dimensions is thereby provided, which may be manufactured using relaxed groundrules, to provide low cost, high yield devices. Temperature dependence of threshold voltage may also be eliminated by providing a semiconductor gate contact which neutralizes the effect of substrate contact potential. Source and drain subdiffusion regions may be provided to simultaneously maximize the punch-through and impact ionization voltages of the devices, so that short channel devices do not require scaled-down power supply voltages. Multi gate devices may be provided. An accelerator gate, adjacent the drain, may further improve performance. The Fermi-FET criteria may be maintained, while allowing for a deep channel by providing a substrate contact for the Fermi-FET and applying a substrate bias to this contact. Substrate enhancement pocket regions adjacent the source and drain regions may be provided to produce a continuous depletion region under the source, drain and channel regions to thereby minimize punch-through effects.
Un transistor à effet de champ (TEC) fonctionne dans le mode d'enrichissement sans nécessiter d'inversion par réglage de la tension de seuil du dispositif à deux fois le potentiel de Fermi de la matière semi-conductrice. Le TEC, appelé TEC à seuil de Fermi ou TEC-Fermi, a une tension de seuil indépendante de l'épaisseur de l'oxyde, de la longueur de canal, de la tension de drain et du dopage du substrat. Le champ électrique vertical devient égal à zéro, maximisant ainsi la mobilité du support, et réduisant au minimum les effets des électrons à chaud. Ainsi on produit un dispositif à vitesse rapide sensiblement indépendant des dimensions du dispositif, pouvant être fabriqué selon des règles de base souples, permettant d'obtenir des dispositif de haut rendement à faible coût. On peut aussi éliminer la dépendance de la tension de seuil face à la température, en prévoyant un contact semi-conducteur à neutralisant l'effet de potentiel de contact du substrat. On peut prévoir des régions de subdiffusion de source et de drain afin de simultanément maximiser les tensions d'ionisation de depercage et d'impact des dispositifs, de sorte que des dispositifs à canaux courts ne nécessitent pas de tensions d'alimentation réduites. On peut prévoir des dispositifs à grilles multiples. Une grille d'accéleration, proche du drain, peut améliorer davantage le rendement. On peut maintenir les critères de TEC-Fermi tout en ayant un canal profond, en prévoyant un contact de substrat pour le TEC-Fermi et en appliquant une polarisation de substrat audit contact. On peut prévoir des régions de poche d'enrichissement du substrat à proximité de la source ainsi que des régions de drain, afin de produire une région d'appauvrissement continue sous les régions de source, de drain et des canaux et réduire ainsi au minimum les effets de percage.
Sim & Mcburney
Thunderbird Technologies Inc.
LandOfFree
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