[發明專利]單個基板上的互補金屬氧化物半導體(CMOS)晶體管和隧道場效應晶體管(TFET)

在審

• 申請號: 201680014879.2
• 申請日: 2016-03-03
• 公開（公告）號: CN107431068A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: B·楊;X·李;J·袁
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H01L27/092
• 分類號: H01L27/092;H01L21/8238
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 袁逸,陳煒

優先權要求

本申請要求共同擁有的于2015年3月13日提交的美國非臨時專利申請No.14/657,021的優先權，該非臨時專利申請的內容通過援引全部明確納入于此。

領域

本公開一般涉及單個基板上的互補金屬氧化物半導體(CMOS)晶體管和隧道場效應晶體管(TFET)。

相關技術描述

技術進步已導致越來越小且越來越強大的個人計算設備。例如，存在各種各樣的便攜式個人計算設備，包括較小、輕量且易于由用戶攜帶的無線計算設備，諸如移動電話、智能電話、上網本以及膝上型計算機。更具體地，這些設備可在無線網絡上傳達語音和數據分組。許多此類設備納入附加特征以便為最終用戶提供增強的功能性。例如，智能電話還可包括數碼相機、數碼攝像機、數字記錄器以及音頻文件播放器。同樣，此類設備可以處理可執行指令，包括可被用于訪問因特網的軟件應用，諸如web瀏覽器應用。如此，這些設備可包括顯著的計算能力。

隨著技術的進步，計算設備可變得更功率高效、具有更高性能或兩者兼而有之。具有互補金屬氧化物半導體(CMOS)晶體管的集成電路芯片(例如，片上系統(SoC))可以有比具有隧道場效應晶體管(TFET)技術的SoC更高的性能(例如，速度)，并且使用TFET技術的SoC可以有比具有CMOS的SoC更低的功耗。例如，晶體管(例如，CMOS晶體管和/或TFET)的漏極電流可隨著柵極電壓提高而增大。較高的漏極電流可對應于較高的晶體管速度。較高的柵極電壓可對應于較高的晶體管功耗。CMOS晶體管可以在比特定柵極電壓高的第一柵極電壓達成比TFET更高的漏極電流(例如，第一漏極電流)。TFET可以在比該特定柵極電壓低的第二柵極電壓具有比CMOS晶體管更高的漏極電流(例如，第二漏極電流)。第一漏極電流可以高于第二漏極電流。第二柵極電壓可以低于第一柵極電壓。CMOS晶體管由此可達成比TFET更高的速度，但功耗更高。使用CMOS晶體管可招致更高的功率成本，而使用TFET可招致性能懲罰。

概述

一種電子電路(例如，集成電路)可包括CMOS晶體管和TFET技術。CMOS晶體管可以比TFET器件更快地執行操作。例如，CMOS晶體管可具有比TFET更高的處理速度(例如，更大的漏極電流)。TFET器件可消耗比CMOS晶體管更少的功率。性能和功耗之間的平衡可通過向CMOS器件指派較高優先級(例如，關鍵)的操作并向TFET器件指派較低優先級(例如，非關鍵)的操作來達到。

在一特定方面，一種裝置包括結構，該結構具有單個基板、平面互補金屬氧化物半導體(CMOS)晶體管、平面隧道場效應晶體管(TFET)、以及遷移率增強強度層。該平面CMOS晶體管形成在該單個基板上。該TFET形成在該單個基板上。該遷移率增強強度層被包括在該平面CMOS晶體管中或者被包括在該平面TFET中。該遷移率增強強度層可包括碳化硅或硅鍺中的至少一者。

在另一方面，一種裝置包括結構，該結構具有單個基板、互補金屬氧化物半導體(CMOS)晶體管、和隧道場效應晶體管(TFET)。該CMOS晶體管形成在該單個基板上。該TFET形成在該單個基板上。該CMOS晶體管或該TFET中的至少一者被配置成支持源極與漏極之間的垂直于該基板的電流方向。

在另一方面，一種形成結構的方法包括在單個基板上形成互補金屬氧化物半導體(CMOS)晶體管。該方法還包括在該單個基板上形成隧道場效應晶體管(TFET)。該CMOS晶體管或該TFET中的至少一者被配置成支持源極與漏極之間的垂直于該單個基板的電流方向。

在另一方面，一種形成結構的方法包括在單個基板上形成平面互補金屬氧化物半導體(CMOS)晶體管。該方法還包括在該單個基板上形成平面隧道場效應晶體管(TFET)。該平面CMOS晶體管或該平面TFET中的至少一者包括遷移率增強強度層。該遷移率增強強度層可包括碳化硅或硅鍺中的至少一者。

在另一方面，一種計算機可讀介質存儲可被制造裝備用來形成器件的數據。該器件包括單個基板。該器件還包括形成在該單個基板上的平面互補金屬氧化物半導體(CMOS)晶體管。該器件還包括形成在該單個基板上的平面隧道場效應晶體管(TFET)。該器件還包括被包括在該平面CMOS晶體管中或者被包括在該平面TFET中的遷移率增強強度層。