[发明专利]半导体器件

说明书

本发明的实施例涉及一种半导体器件包括：用于提供第一电位的第一电位供应线，用于提供比第一电位低的第二电位的第二电位供应线，功能电路，以及设置在第一电位供应线和功能电路之间的第一开关和设置在第二电位供应线和功能电路之间的第二开关中的至少一个。第一开关和第二开关是负电容FET。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路，并且更特别地涉及包括负电容场效应晶体管(NCFET)的半导体器件。

背景技术

亚阈值摆幅是晶体管的电流-电压特性的一个特征。在亚阈值区域中，漏极电流的性能类似于正向偏压二极管的指数型增长的电流。在金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)运行区域中，在漏极、源极和基极(bulk)电压均固定的条件下，漏极电流-栅极电压的对数曲线将表现出近似的对数线性性能。为了改进亚阈值性能，已经提出了使用铁电材料的负电容场效应晶体管(NC FET)。

发明内容

根据本发明的一个实施例，提供一种半导体器件，包括：第一电位供应线，用于提供第一电位；第二电位供应线，用于提供比所述第一电位低的第二电位；功能电路；以及开关，设置在所述第一电位供应线和所述功能电路之间，其中：所述开关包括金属氧化物半导体场效应晶体管和负电容器，其中，所述负电容器示出负电容并具有第一端子和第二端子，以及所述第一端子电连接至所述金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极。

根据本发明的另一个实施例，提供一种半导体器件，包括：第一电位供应线，用于提供第一电位；第二电位供应线，用于提供比所述第一电位低的第二电位；功能电路；以及开关，设置在所述第二电位供应线和所述功能电路之间，其中：所述开关包括金属氧化物半导体场效应晶体管和负电容器，其中，所述负电容器示出负电容并具有第一端子和第二端子，以及所述第一端子电连接至所述金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极。

根据本发明的又一个实施例，提供一种半导体器件，包括：第一电位供应线，用于提供第一电位；第二电位供应线，用于提供比所述第一电位低的第二电位；功能电路；以及第一开关和第二开关中的至少一个，其中，所述第一开关设置在所述第一电位供应线和所述功能电路之间，所述第二开关设置在所述第二电位供应线和所述功能电路之间，其中：所述第一开关包括第一金属氧化物半导体场效应晶体管和第一负电容器，其中，所述第一负电容器示出负电容并具有第一端子和第二端子，并且所述第一负电容器的第一端子电连接至所述第一金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极，所述第一负电容器的第一端子是所述第一金属氧化物半导体场效应晶体管的第一栅电极，以及所述第二开关包括第二金属氧化物半导体场效应晶体管和第二负电容器，其中，所述第二负电容器示出负电容并具有第一端子和第二端子，并且所述第二负电容器的第一端子电连接至所述第二金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极，所述第二负电容器的第二端子是所述第二金属氧化物半导体场效应晶体管的第二栅电极。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳地理解本发明的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增大或减小。

图1A和图1B示出常规MOS FET和NC FET的运行。图1C是根据本发明的一些实施例的半导体器件的电路图。

图2A和图2B示出常规MOS FET和NC FET的电特性。图2C示出常规MOS FET和NC FET之间的比较。

图3A示出金属-绝缘体-金属-绝缘体-半导体(MIMIS)FET型NC FET的横截面图，以及图3B和图3C示出金属-绝缘体-半导体(MIS)FET型NC FET的横截面图。

图4A、图4B、图4C和图4D示出根据本发明的实施例的用于NC FET的制造操作。

图5A、图5B和图5C示出根据本发明的实施例的NC FET的各个视图。

图6A、图6B、图6C和图6D示出根据本发明的实施例的用于NC FET的制造操作。