[發(fā)明專(zhuān)利]半導(dǎo)體裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710558581.4
• 申請(qǐng)日: 2017-07-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107612541A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 久本大
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 瑞薩電子株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): H03K19/0944
• 分類(lèi)號(hào): H03K19/0944;H01L29/78;H01L27/11
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所11038
• 代理人: 張小穩(wěn)

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

2016年7月12日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)No.2016-137732的公開(kāi)內(nèi)容(包含說(shuō)明書(shū)、附圖和摘要)通過(guò)引用整體并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置，并且具體地涉及一種包括FinFET(鰭型場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)

已知例如其中邏輯電路包括平面型FET的半導(dǎo)體裝置。在平面型FET中，例如，在半導(dǎo)體襯底中形成源極區(qū)域和漏極區(qū)域，并且隔著在半導(dǎo)體襯底之上形成的柵極絕緣膜設(shè)置柵極電極。通過(guò)在源極區(qū)域和柵極電極之間提供電位，在源極區(qū)域和漏極區(qū)域之間的半導(dǎo)體襯底的區(qū)域中形成耗盡層，從而形成反型層。

已知所謂的襯底偏置技術(shù)，其中在包括平面型FET的半導(dǎo)體裝置中，向半導(dǎo)體襯底提供偏置電壓(以下也稱(chēng)為襯底偏置電壓)。本技術(shù)能夠控制襯底偏置電壓，從而控制形成的耗盡層的擴(kuò)展，以改變平面型FET的閾值電壓，從而實(shí)現(xiàn)低功耗。襯底偏壓技術(shù)已經(jīng)在例如專(zhuān)利文獻(xiàn)1和專(zhuān)利文獻(xiàn)2中進(jìn)行了描述。

相比之下，已經(jīng)與平面型FET分離地知道FinFET。半導(dǎo)體裝置的小型化已經(jīng)取得進(jìn)步，并且已經(jīng)開(kāi)發(fā)了諸如FET的元件的結(jié)構(gòu)。為了獲得穩(wěn)定的切換操作，使用鰭型溝道的三維結(jié)構(gòu)的絕緣柵極型FET(MOSFET)(稱(chēng)為FinFET)已經(jīng)適合作為構(gòu)造邏輯電路等的標(biāo)準(zhǔn)元件結(jié)構(gòu)。FinFET具有其中作為溝道的半導(dǎo)體區(qū)域置于其柵極電極之間的結(jié)構(gòu)。20nm或以后的半導(dǎo)體裝置被認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)FET。FinFET例如在非專(zhuān)利文獻(xiàn)1中已經(jīng)進(jìn)行了描述。

[相關(guān)文獻(xiàn)]

[專(zhuān)利文獻(xiàn)]

[專(zhuān)利文獻(xiàn)1]：日本專(zhuān)利No.3557275

[專(zhuān)利文獻(xiàn)2]：日本專(zhuān)利No.3701756

[非專(zhuān)利文獻(xiàn)]

[非專(zhuān)利文獻(xiàn)1]：D.Hisamoto,et al.,“FinFET-A Self-aligned Double-gate MOSFET Scalable to 20nm”IEEE Trans.Electron Devices,Vol.47,no.12pp.2320-2325,2000.

發(fā)明內(nèi)容

通過(guò)使夾在柵極電極之間的半導(dǎo)體區(qū)域完全耗盡(以下也稱(chēng)為完全耗盡)來(lái)對(duì)FinFET操作。因此，F(xiàn)inFET的切換特性優(yōu)異。然而，變得難以與平面型FET一樣根據(jù)襯底偏置電壓來(lái)控制耗盡層的擴(kuò)展。因此，出現(xiàn)了難以通過(guò)采用如在平面型FET中使用的襯底偏置技術(shù)來(lái)改變閾值電壓和實(shí)現(xiàn)低功耗的問(wèn)題。

雖然在專(zhuān)利文獻(xiàn)1和專(zhuān)利文獻(xiàn)2中已經(jīng)描述了襯底偏置技術(shù)，并在非專(zhuān)利文獻(xiàn)1中已經(jīng)示出了FinFET的結(jié)構(gòu)，但是沒(méi)有描述在包括FinFET的半導(dǎo)體裝置中實(shí)現(xiàn)低功耗。

通過(guò)本說(shuō)明書(shū)和附圖的描述，本發(fā)明的其它目的和新穎特征將變得明顯。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的半導(dǎo)體裝置配備有：第一電路，具有多個(gè)FinFET；第二電路，具有多個(gè)FinFET并通過(guò)第一信號(hào)配線被提供來(lái)自所述第一電路的第一輸出信號(hào)；第一電源配線，被提供第一電源電位；第二電源配線，被提供第二電源電位，所述第二電源電位具有絕對(duì)值與所述第一電源電位不同的電位；以及第一選擇電路。這里，第一選擇電路耦合到所述第一電源配線、所述第二電源配線和所述第一電路，并且選擇所述第一電源電位或所述第二電源電位以提供給包括在第一電路中的FinFET的第一FinFET作為工作電位。

在本發(fā)明的一個(gè)方面中，上述半導(dǎo)體裝置具有靜態(tài)型存儲(chǔ)器單元。因此，可以認(rèn)為半導(dǎo)體裝置是半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置。當(dāng)以這種方式假設(shè)時(shí)，可以在本發(fā)明的一個(gè)方面提供能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，可以提供能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗的包括FinFET的半導(dǎo)體裝置。

附圖說(shuō)明

圖1是示出平面型FET的電流-電壓特性的特性圖；

圖2是示出平面型FET的等效電路的圖示；

圖3是示出平面型FET和FinFET的電流-電壓特性的特性圖；

圖4是示出FinFET的等效圖的圖示；

圖5A和圖5B分別是典型地示出根據(jù)實(shí)施例1的FinFET的結(jié)構(gòu)的平面圖和截面圖；

圖6A至圖6C分別是用于描述根據(jù)實(shí)施例1的FinFET的狀態(tài)的典型圖；

圖7是示出柵極-源極電壓與柵極電容之間的關(guān)系的特性圖；

圖8是示出根據(jù)實(shí)施例1的FinFET的電流-電壓特性的特性圖；

圖9是示出根據(jù)實(shí)施例1的靜態(tài)型存儲(chǔ)器的構(gòu)造的電路圖；