МДП-ТРАНЗИСТОР НА СТРУКТУРЕ КРЕМНИЙ НА САПФИРЕ

摘要

Полезная модель относится к области микроэлектроники и может быть использована при изготовлении интегральных схем на базе структур «кремний на сапфире» (КНС), широко используемых для создания цифровых, цифро-аналоговых и аналого-цифровых КМОП БИС, а также КМОП БИС повышенной надежности и устойчивых к радиационным воздействиям. Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание МДП-транзистора, структура канала которого позволяет значительно уменьшать его эффективную длину при сохранении размеров затвора и толщины подзатворного диэлектрика. Поставленная техническая задача решается тем, что в МДП-транзисторе на структуре кремний на сапфире, содержащем сформированные планарно в островке слоя кремния на подложке из сапфира области истока и стока и расположенный между ними канал с изолированным затвором, согласно предложенному изобретению, пограничная с истоком часть канала выполнена из кремния собственного типа проводимости. Выполнение пограничной с истоком части канала транзистора из кремния собственного типа проводимости, далее которую для краткости можно называть «вставкой», позволяет без изменения размера затвора уменьшать эффективную длину канала за счет повышенной подвижности и скорости носителей тока в части канала с собственным типом проводимости кремния, обеспечивая при этом высокую надежность воспроизведения запирающей части канала. Кроме того, отсутствие легирующей примеси в области «вставки» снижает количество центров рассеяния носителей заряда. «Вставка» позволяет также понизить пороговое напряжение транзистора за счет низкой концентрации носителей заряда в области «вставки» и одновременно увеличить подвижность, что резко увеличивает

выходные характеристики по току более, чем в 1,5 раза при одинаковом размере длины канала транзистора по затвору. Кроме того, сохранение размеров затвора за счет выполнения части канала из Si собственного типа проводимости обеспечит получение выходных характеристик короткоканального транзистора при большей толщине подзатворного диэлектрика, что позволит повысить устойчивость к пробою от статического электричества, а также не снижать напряжение питания и тем самым повысить помехозащищенность транзистора. Техническим результатом от использования предложенной полезной модели является реализация и обеспечение выходных характеристик короткоканального транзистора при относительно больших размерах затвора, что позволяет использовать большую толщину подзатворного диэлектрик, повысить устойчивость к пробою от статического электричества, сохранить прежнее напряжение питания, повысить помехозащищенность транзистора, увеличить выходные характеристики (коэффициент усиления, быстродействие) более чем в 1,5 раза при одинаковом размере длины канала транзистора по затвору за счет увеличения подвижности носителей заряда в области канала транзистора, изготовленного из кремния собственной проводимости и уменьшения эффективной длины канала транзистора. Для достижения вышеописанных технических результатов в стандартном варианте исполнения транзистора (без «вставки» в канале) необходимо было бы уменьшить длину канала транзистора по затвору не менее, чем в 1,3 раза.