H - Electricity – 01 – L
Patent
H - Electricity
01
L
H01L 29/78 (2006.01) H01L 21/265 (2006.01) H01L 29/10 (2006.01)
Patent
CA 2156727
-111- A high saturation current, low leakage, Fermi threshold field effect transistor includes a predetermined minimum doping concentration of the source and drain facing the channel to maximize the saturation current of the transistor. Source and drain doping gradient regions between the source/drain and the channel, respectively, of thickness greater than 300.ANG. are also provided. The threshold voltage of the Fermi-FET may also be lowered from twice the Fermi potential of the substrate, while still maintaining zero static electric field in the channel perpendicular to the substrate, by increasing the doping concentration of the channel from that which produces a threshold voltage of twice the Fermi potential. By maintaining a predetermined channel depth, preferably about 600.ANG., the saturation current and threshold voltage may be independently varied by increasing the source/drain doping concentration facing the channel and by increasing the excess carrier concentration in the channel, respectively. A Fermi-FET having a gate insulator thickness of less than 120.ANG., and a channel length of less than about 1µm can thereby provide a P- channel saturation current of at least 4 amperes per centimeter of channel width and an N-channel saturation current of at least 7 amperes per centimeter of channel width, with a leakage current of less than 10 picoamperes per micron of channel length using power supplies of between 0 and 5 volts.
Un transistor à effet de champ (FET) à seuil de Fermi, à faible courant de fuite et à courant de saturation élevé, présente une concentration de dopage minimale prédéterminée de la source et du drain orientés vers le canal afin de maximiser le courant de saturation du transistor. Des régions de gradient de dopage de source et de drain, situées entre la source/drain et le canal, respectivement, et présentant une épaisseur supérieure à 300 Å, sont également prévues. La tension seuil du FET-Fermi peut également être réduite à partir d'un niveau équivalent du double du potentiel de Fermi du substrat, tandis qu'est maintenu un champ électrique statique nul dans le canal perpendiculaire au substrat, par l'augmentation de la concentration de dopage du canal par rapport à la concentration produisant une tension seuil double du potentiel de Fermi. Le maintien d'une profondeur de canal prédéterminée, de préférence d'environ 600 Å, permet de faire varier indépendamment le courant de saturation et la tension seuil, respectivement par l'augmentation de la concentration de dopage source/drain vis-à-vis du canal, et par l'augmentation de la concentration excédentaire de porteur dans le canal. Un FET-Fermi présentant une épaisseur d'isolateur de porte inférieure à 120 Å, et une longueur de canal inférieure à 1 mum environ, permet ainsi d'obtenir un courant de saturation de canal-P d'au moins 4 ampères par centimètre de largeur de canal, et un courant de saturation de canal-N d'au moins 7 ampères par centimètre de largeur de canal, ainsi qu'un courant de fuite inférieur à 10 pico-ampères par micron de longueur de canal, en utilisant des alimentations en puissance comprises entre 0 et 5 volts.
Dennen Michael W.
Vinal Albert W.
Sim & Mcburney
Thunderbird Technologies Inc.
LandOfFree
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