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包括選擇/差分閾值電壓特征的非易失性存儲(chǔ)器感測(cè)的系統(tǒng)和方法與流程

文檔序號(hào):11459439閱讀:444來(lái)源:國(guó)知局
包括選擇/差分閾值電壓特征的非易失性存儲(chǔ)器感測(cè)的系統(tǒng)和方法與流程

本案是申請(qǐng)?zhí)枺?01180016681.5,發(fā)明名稱為:包括選擇/差分閾值電壓特征的非易失性存儲(chǔ)器感測(cè)的系統(tǒng)和方法的分案申請(qǐng)。本發(fā)明涉及mos電路的閾值電壓特性,并且更具體地涉及與諸如閃速存儲(chǔ)器陣列中的那些的mos器件的差分閾值電壓條件相關(guān)聯(lián)的感測(cè)系統(tǒng)和方法。



背景技術(shù):

常規(guī)mos系統(tǒng)和電路常常使用以指定閾值電壓和飽和特性為特征的mos器件。此外,某些模擬信號(hào)處理系統(tǒng)、諸如與陣列感測(cè)有關(guān)的那些、通電電路、比較器、比率相關(guān)鎖存、緩沖器驅(qū)動(dòng)及其它電路常常具有諸如增強(qiáng)型裕度、增加的位線/漏泄控制等的需要,這與其mos器件特性緊密地相關(guān)聯(lián)。例如,在閃速存儲(chǔ)器中,用于感測(cè)操作的讀出和放大電路可以作為此類閾值電壓特性的函數(shù)進(jìn)行操作以在存在于相關(guān)晶體管節(jié)點(diǎn)上的期望范圍處或整個(gè)范圍內(nèi)保持線性操作。

此外,許多現(xiàn)有模擬閃速存儲(chǔ)器系統(tǒng)包括以不能令人滿意的操作點(diǎn)和裕度為特征的mos電路。

總而言之,需要一種可以通過(guò)例如提供差分閾值電壓特性、改善電壓操作裕度或其它電壓條件和/或以其它方式致使性能更加穩(wěn)健來(lái)提供充分的操作條件的感測(cè)系統(tǒng)和方法。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

依照本文中的創(chuàng)新的感測(cè)系統(tǒng)和方法是針對(duì)經(jīng)由具有差分閾值電壓的mos器件來(lái)提供選擇性閾值電壓特性。

在一個(gè)示例性實(shí)施例中,提供了一種金屬氧化物半導(dǎo)體器件,其包括具有源極區(qū)、漏極區(qū)和在其之間的溝道區(qū)、在溝道區(qū)之上的絕緣層以及絕緣層的柵極部分的半導(dǎo)體材料的襯底。此外,關(guān)于該器件,絕緣層的形狀和/或結(jié)區(qū)的形狀或注入具有在柵極至漏極與柵極至源極結(jié)之間的變化維度,以在其之間提供差分閾值電壓。

應(yīng)理解的是前述一般描述和以下詳細(xì)描述是僅僅是示例性和說(shuō)明性的,并且不限制本發(fā)明,如所述。除在本文中所闡述的那些之外,可以提供其它特征和/或變體。例如,本發(fā)明可以針對(duì)公開(kāi)特征的各種組合和子組合和/或在以下詳細(xì)描述中公開(kāi)的多個(gè)其它特征的組合和子組合。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分的附圖圖示出本發(fā)明的各種實(shí)施例和方面并連同描述一起解釋本發(fā)明的原理。在所述附圖中:

圖1是常規(guī)感測(cè)系統(tǒng)的示意圖。

圖2是圖示出依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性系統(tǒng)的示意圖。

圖3a和3b是圖示出依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性系統(tǒng)的示意圖。

圖4是圖示出依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性系統(tǒng)的示意圖。

圖5是圖示出依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性系統(tǒng)的示意圖。

圖6是圖示出依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性系統(tǒng)的示意圖。

圖7a和8a是圖示出依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性系統(tǒng)的示意圖。

圖7b和8b是圖示出依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性系統(tǒng)的性能特征/特性的圖表。

圖9是圖示出依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性系統(tǒng)的示意圖。

圖10a和10b是圖示出依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性系統(tǒng)的示意圖。

圖11a是依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性器件的透視(側(cè)視)圖。

圖11b是圖示出依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性器件的性能特征/特性的圖表。

圖12是依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性器件的透視(側(cè)視)圖。

圖13是依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性器件的透視(頂視和側(cè)視)圖。

圖14是圖示出依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性器件的性能特征/特性的圖表。

圖15是依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性器件的透視(頂視)圖。

圖16是依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性器件的透視(頂視)圖。

圖17是依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性器件的透視(頂視)圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行參考,其示例在附圖中被圖示出。在以下描述中闡述的實(shí)施方式不表示依照要求保護(hù)的發(fā)明的所有實(shí)施方式。替代地,其僅僅是依照關(guān)于本發(fā)明的某些方面的某些示例。只要可能,相同的附圖標(biāo)記將遍及各圖用來(lái)指示相同或類似的部分。

在閃速存儲(chǔ)器系統(tǒng)和方法的上下文內(nèi),可以經(jīng)由對(duì)閾值電壓條件敏感的布置來(lái)實(shí)現(xiàn)許多關(guān)聯(lián)電路。特別地,此類布置的示例是差分感測(cè)放大器、通電電路、差分比較器、比率相關(guān)鎖存器電路以及緩沖器驅(qū)動(dòng)電路。這些布置可以用多種部件來(lái)實(shí)現(xiàn),包括mos晶體管,并且可以包括利用此類mos晶體管的閾值條件的多種模擬電路和概念。關(guān)于此類mos晶體管的特定特征,基本構(gòu)造和示例性制造方面對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是眾所周知的。此類晶體管和關(guān)聯(lián)制造特征的示例包括美國(guó)專利號(hào)5,045,488、6,258,645和6,329,685,其被整體地通過(guò)引用結(jié)合到本文中。

圖1圖示出常規(guī)系統(tǒng)100的方框圖。參考圖1,常規(guī)感測(cè)系統(tǒng)100包括基準(zhǔn)列130、多個(gè)數(shù)據(jù)列,例如列0150至列n170,以及多個(gè)比較器158、178等?;鶞?zhǔn)列130包括基準(zhǔn)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元126、mos晶體管118(級(jí)聯(lián)晶體管)和二級(jí)管連接的mos晶體管114(上拉或負(fù)載晶體管)。位線rc部件122被示為指示位線上的電阻和電容。未示出的是ymux(例如位線選擇電路),其可以是例如n:1ymux(即包括n個(gè)mos晶體管,其使全部的n個(gè)漏極被鏈接在一起且n個(gè)源極連接到n個(gè)單獨(dú)位線),其中,可以選擇n個(gè)位線之中的1個(gè),例如,n=16、64或512。在某些示例性實(shí)施方式中,ymux可以與晶體管118和位線rc部件122級(jí)聯(lián),并且可以將ymuxmos晶體管的柵極從解碼器(未示出)中解碼。對(duì)于基準(zhǔn)列130而言,ymux通常僅充當(dāng)假ymux(其柵極始終導(dǎo)通,通常被連接到vdd),因?yàn)橥ǔH存在一個(gè)基準(zhǔn)單元126,因此不需要選擇。晶體管118可以提供用于感測(cè)的級(jí)聯(lián)功能,意味著通常通過(guò)在晶體管118的vblbias+vt下調(diào)制其柵極來(lái)在偏壓vblbias(例如0.8~1.4v)下調(diào)節(jié)其源極,其中vt是其nmos閾值電壓。晶體管118的漏極是關(guān)于感測(cè)的輸出節(jié)點(diǎn),其依照來(lái)自存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元126的單元電流的量值而變。晶體管118的級(jí)聯(lián)功能用于將rc部件122從感測(cè)節(jié)點(diǎn)154隔離?;鶞?zhǔn)列130在基準(zhǔn)線上提供電壓基準(zhǔn),vref、154,其被施加于比較器158至178中的每一個(gè)的第一輸入端。每個(gè)數(shù)據(jù)列150至170可以包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元、mos晶體管和二極管連接的mos晶體管。另一位線rc部件表示位線上的電阻和電容。未示出數(shù)據(jù)列150~170的ymux。數(shù)據(jù)列150至170中的每一個(gè)向各比較器158至178的第二輸入端提供數(shù)據(jù)輸出電壓vout0至voutn,從而使得比較器提供指示相應(yīng)數(shù)據(jù)列中的所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的輸出。

常規(guī)感測(cè)系統(tǒng)100具有非最佳操作,諸如源自于各種mos晶體管(例如,基準(zhǔn)列130內(nèi)的二極管連接的mos晶體管114)。諸如由于飽和區(qū)中的負(fù)載而引起的非線性操作的錯(cuò)誤然后可以導(dǎo)致例如不能提供晶體管114單元飽和電流(icell-sat)到輸出信號(hào)(vout)的期望線性或近線性轉(zhuǎn)換。依照本文所闡述的原理,諸如這樣的缺陷以及對(duì)高度準(zhǔn)確的性能的需求(諸如在動(dòng)態(tài)讀取中)轉(zhuǎn)換成對(duì)用于晶體管和關(guān)聯(lián)電路的操作參數(shù)的甚至更大改進(jìn)的需要。

圖2是圖示出依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的實(shí)現(xiàn)差分mos晶體管的示例性系統(tǒng)200的示意圖。參考圖2,感測(cè)系統(tǒng)200包括基準(zhǔn)列230、多個(gè)數(shù)據(jù)列,例如列0250至列n270,以及多個(gè)比較器258、278等?;鶞?zhǔn)列230包括基準(zhǔn)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元226、差分閾值mos晶體管218(例如級(jí)聯(lián)晶體管)以及二極管連接的差分閾值mos晶體管214(例如上拉、負(fù)載晶體管等),其可以是nmos或本位nmos晶體管,其中其柵極和漏極被連接在一起并充當(dāng)用于基準(zhǔn)列的輸出電壓節(jié)點(diǎn)(例如基準(zhǔn)))。rc部件222被示為指示基準(zhǔn)列上的電阻和電容。未示出與基準(zhǔn)列230相關(guān)聯(lián)的ymux。基準(zhǔn)列230在基準(zhǔn)線上提供電壓基準(zhǔn),vref、254,其被施加于比較器258至278中的每一個(gè)的第一輸入端。每個(gè)數(shù)據(jù)列250至270可以包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元274、294、mos(例如級(jí)聯(lián))晶體管266、286以及二極管連接的差分閾值nmos(例如上拉、負(fù)載等)晶體管262、282,其中柵極和漏極端子被連接在一起,并充當(dāng)用于其各列的(例如數(shù)據(jù))輸出電壓節(jié)點(diǎn)。還示出了位線rc部件272、292,表示位線上的電阻和電容。未示出數(shù)據(jù)列250~270的ymux,即分別從位線部件272、292和存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元274、294至晶體管266、286的耦合。數(shù)據(jù)列250至270中的每一個(gè)向各比較器258至278的第二輸入端提供數(shù)據(jù)輸出電壓vout0至voutn,從而使得比較器提供指示相應(yīng)數(shù)據(jù)列中的所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的輸出。

示例性系統(tǒng)200的差分閾值mos晶體管214、262、282可以是被制造成使得漏極區(qū)/結(jié)構(gòu)和源極區(qū)/結(jié)構(gòu)之間的物理或電物理差跨漏極區(qū)產(chǎn)生與跨源極區(qū)的閾值電壓vtns不同的閾值電壓vtnd的晶體管。(在本文中,vtn指的是nmos晶體管的閾值電壓vt,vtnd指的是跨漏極區(qū)的nmos的vt,并且vtns指的是跨源極區(qū)的nmos的vt。)結(jié)合圖11~17和關(guān)聯(lián)的所寫描述來(lái)闡述用來(lái)提供此類器件的結(jié)構(gòu)和制造過(guò)程的某些示例性細(xì)節(jié)。返回至本圖示,在沒(méi)有本創(chuàng)新的情況下,示例性操作條件可以提供例如1.3伏的基準(zhǔn)電壓。(例如,假設(shè)當(dāng)vdd=1.6v、vt=0.1、deltavgs(ids)=0.2、vref(或vout)=1.6-0.3=1.3伏時(shí),閾值mos晶體管214(或262、282)=0.1v。)然而,特別地,依照?qǐng)D2的示例性實(shí)施方式,可以將mos結(jié)構(gòu)的物理性質(zhì)/結(jié)構(gòu)制造成改變?cè)陔妷捍_定中涉及的差分閾值電壓mos器件214、262、282的閾值電壓/飽和特性。因此,關(guān)于基準(zhǔn)電壓,可以制造具有改善的閾值電壓差分,即漏極閾值電壓vtnd(例如0.1伏)和相應(yīng)的源極閾值電壓vtns(例如,0.0伏),其賦予與典型結(jié)構(gòu)(即vtnd=0.1伏、vtns=0.1伏)相比的優(yōu)點(diǎn)。用此類差分閾值mos器件,操作條件在更寬的(一個(gè)或多個(gè))電壓范圍方面有所改善,例如,vref(或vout)=1.6-0.0-0.2=1.4伏,因此將該范圍改善(加寬)0.1v。通??梢允芤嬗诖祟悇?chuàng)新的mos電路/器件包括但不限于具有對(duì)輸出電壓值/水平有所貢獻(xiàn)的mos晶體管的那些、對(duì)偏移進(jìn)行修整的那些以及基于其節(jié)點(diǎn)處的小電壓擺動(dòng)而向或從開(kāi)/關(guān)狀態(tài)進(jìn)行過(guò)渡的那些。同樣地,使得能夠具有設(shè)置諸如vtnd和/或vtns的不同閾值電壓的能力的創(chuàng)新使得能夠具有類似于改善的位線操作的優(yōu)點(diǎn),并且下文詳述其進(jìn)一步示例。

圖3a是圖示出實(shí)現(xiàn)差分mos晶體管和/或以其它方式依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性系統(tǒng)300的示意圖。參考圖3a,示例性感測(cè)系統(tǒng)300可以包括其中其柵極和漏極被連接在一起并充當(dāng)輸出電壓節(jié)點(diǎn)的(上拉或負(fù)載)二級(jí)管連接的晶體管314(其可以與圖2的nmos晶體管214類似地運(yùn)行)、級(jí)聯(lián)差分閾值晶體管318以及多個(gè)存儲(chǔ)器列330、350、370。級(jí)聯(lián)晶體管318可以受益于如下的差分閾值電壓構(gòu)造。為了保持晶體管318作為級(jí)聯(lián)時(shí)的功能,其vds必須大于vgs小于vt(vds>vgs-vt),意味著操作條件使得晶體管318處于飽和區(qū)中。例如,假設(shè)vt=0.2v、deltavgs(ids)=0.2、vs(晶體管318的源極處的電壓=位線電壓)=0.6v,則vgs=vs+vt+deltavgs(ids)=0.6+0.2+0.2=1v。因此,vds>vgs-vt=1v-0.2v=0.8v。用差分閾值構(gòu)造,例如vtnd=0.2v且vtns=0.1v,vgs=vs+vtns+delatvgs(ids)=0.6+0.1+0.2=0.9v,vds>vgs-vtnd=0.9v-0.2v=0.7v。因此,晶體管318的漏極電壓可以在0.1v以下操作,而操作仍處于飽和條件。因此,其將操作電壓范圍改善(加寬)了0.1v。每個(gè)存儲(chǔ)器列可以包括ymux、rc部件、存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元以及多個(gè)ymux晶體管320/324/328、340/344/348、360/364/368。此類ymux電路可以例如用來(lái)從8個(gè)位線中選擇一個(gè)位線來(lái)連接到級(jí)聯(lián)晶體管318和負(fù)載晶體管314。rc元件322被示為表示第一位線上的電阻和電容并被耦合到y(tǒng)mux321。還可以將存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元326耦合到rc部件322。(本文所使用的存儲(chǔ)器列指的是ymux、rc元件和存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元的此類組合。)此外,可以將附加rc元件以及存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元連接到其它的七個(gè)位線bl[1:7]。具有差分(較高漏極)閾值電壓的圖3a中所圖示出的布置可以具有開(kāi)/關(guān)狀態(tài),其減少漏泄,即飽和或使電壓從所選位線通過(guò)直至感測(cè)電路以使損耗最小化。參考圖3a,當(dāng)例如選擇了第一示例性存儲(chǔ)器列330時(shí),差分閾值晶體管320、324將處于線性操作中,并使電壓從位線(位線0)通過(guò)直至感測(cè)電路。此外,當(dāng)示例性位線0未被選擇時(shí),晶體管328將晶體管320和324之間的節(jié)點(diǎn)上拉以在晶體管320上施加反偏壓并將其關(guān)斷。存儲(chǔ)器列330、350至370中的每一個(gè)提供數(shù)據(jù)輸出信號(hào)以使得能夠提供指示相應(yīng)的存儲(chǔ)器列中的所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的輸出。

圖3b是圖示出實(shí)現(xiàn)差分mos晶體管和/或以其它方式依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性系統(tǒng)380的示意圖。參考圖3b,示例性感測(cè)系統(tǒng)380可以包括其中其柵極和漏極被連接在一起并充當(dāng)輸出電壓節(jié)點(diǎn)的(例如上拉、負(fù)載等)差分閾值pmos晶體管389、級(jí)聯(lián)差分閾值nmos晶體管388和依照本文所闡述的那些的多個(gè)差分閾值nmos晶體管382、384和386。在這里,晶體管382、384、386可以例如是用來(lái)選擇八個(gè)位線之中的位線以連接到(上拉、負(fù)載)晶體管389的ymux8:1的一部分。晶體管382、384和396可以是屬于各存儲(chǔ)器列的ymux電路的一部分,其中每個(gè)存儲(chǔ)器列包括ymux、rc元件和存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元的晶體管。第一存儲(chǔ)器列包括nmos晶體管382、rc元件322和所示存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元。其它存儲(chǔ)器列包括晶體管384和386(作為ymux電路的一部分)、rc元件(未示出)和存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元(未示出)。此外,如上文所闡述的,示例性數(shù)據(jù)列可以包括晶體管389、級(jí)聯(lián)晶體管388和多個(gè)存儲(chǔ)器列。同樣地,依照?qǐng)D3b的那個(gè)的感測(cè)系統(tǒng)可以利用跨源極的較高閾值電壓vts例如來(lái)啟用創(chuàng)新功能,諸如在圖3a的情況下的改善的位線/漏泄控制、更寬的操作條件或電壓范圍和/或其它此類基于閾值的增強(qiáng)。例如,示例性晶體管388(其可以與圖3a的晶體管318類似地運(yùn)行)和389(其可以與圖3a的晶體管314或圖2的214類似地運(yùn)行)可以具有較高的vtd以使得能夠?qū)崿F(xiàn)改善的數(shù)據(jù)輸出線路電壓,例如被改善至較寬的操作電壓范圍,并且晶體管382、384、386可以具有較高的vts以在較少漏泄的情況下將未被選擇的位線關(guān)斷。此外,晶體管382、384、386可以具有降低的漏極閾值電壓以在較少延遲的情況下增強(qiáng)其電壓通過(guò)功能。

圖4是圖示出依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性系統(tǒng)的示意圖。參考圖4,另一示例性感測(cè)系統(tǒng)可以包括差分感測(cè)放大器400,其包括基準(zhǔn)列410和多個(gè)輸出列440、460。(再次地,如圖1和2的情況一樣,未示出關(guān)聯(lián)ymux電路。)基準(zhǔn)列410可以包括基準(zhǔn)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元432、其中其柵極和漏極被連接在一起并充當(dāng)輸出基準(zhǔn)電壓節(jié)點(diǎn)的二極管連接的差分閾值pmos(例如上拉、負(fù)載等)晶體管412以及附加基準(zhǔn)列電路420,可以將其表征為具有例如至少一個(gè)差分閾值nmos(例如級(jí)聯(lián))晶體管422和表示基準(zhǔn)列410或電路420上的電阻和電容的rc部件430。晶體管412和422可以分別與圖3a的晶體管314和318類似地運(yùn)行?;鶞?zhǔn)列410設(shè)置refout線路上的電壓基準(zhǔn)416,其被供應(yīng)給差分輸入級(jí)440的輸入端。差分輸入級(jí)440的另一輸入端dataout452來(lái)自與具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元的基準(zhǔn)列210類似的數(shù)據(jù)列(未示出)。輸出列包括多種放大器電路和/或級(jí)以提供期望的輸出,其可以包括一個(gè)或多個(gè)差分閾值mos(pmos/nmos)晶體管,諸如圖4所示的示例性晶體管442、446、444、448、450、454、456。每個(gè)輸出列可以提供指示在相應(yīng)數(shù)據(jù)列中的所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的被相應(yīng)地放大的輸出電壓,諸如saout、saoutb(參見(jiàn)例如447)等。在此圖示中,此類說(shuō)明性差分閾值電壓mos晶體管的使用可以例如通過(guò)減小此類晶體管的總閾值電壓來(lái)改善動(dòng)態(tài)余量(即與晶體管422等相關(guān)聯(lián))。同樣地,在具有大約0.2伏左右的閾值電壓的典型nmos布置中,可以通過(guò)將總閾值電壓從例如0.2減小至約0.1至0來(lái)改善性能。此類改善可以經(jīng)由本文中的創(chuàng)新的利用來(lái)實(shí)現(xiàn),例如使用差分閾值nmos晶體管422,其具有被固定以使源極閾值電壓426偏移并提供約0.1至0的總有效閾值電壓的較高漏極閾值電壓424。關(guān)于感測(cè)操作,晶體管422可以充當(dāng)類似于圖2的晶體管218的級(jí)聯(lián)晶體管,因此可以受益于與圖3a的晶體管318的那個(gè)類似的差分閾值構(gòu)造。同樣地,可以以與圖2的晶體管214一致的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)晶體管412(例如上拉、負(fù)載等晶體管)的特征,其中vtd高于vts(例如約0.2v)以改善操作條件。同樣地,可以使用與晶體管422的那個(gè)類似的輸入對(duì)444和448。還可以以與晶體管412的那個(gè)類似的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)晶體管442、446、454。此外,可以以與晶體管422的那個(gè)類似的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)晶體管450、456。在這里,然后,此類特征導(dǎo)致放大器電路的(一個(gè)或多個(gè))操作范圍的全面改善。

圖5是圖示出依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性系統(tǒng)的示意圖。參考圖5,圖示出了兩個(gè)示例性閾值電壓指示布置520、560。第一布置520圖示出使得能夠測(cè)量源極閾值電壓vtns530的示例性布置。為此,第一布置520可以包括源524、輸入信號(hào)控制元件、跨其漏極528被二極管連接的差分閾值mos晶體管522以及被接地的接收器(sink)526。經(jīng)由輸入信號(hào)控制元件的控制和將漏極和柵極置于相同的電壓,可以經(jīng)由用于晶體管522的總閾值電壓的測(cè)量來(lái)獲取源極閾值電壓vtns的準(zhǔn)確測(cè)量結(jié)果。同樣地,圖5還圖示出使得能夠測(cè)量漏極閾值電壓vtnd568的第二示例性布置560。為此,第二布置560可以包括源564、輸入信號(hào)控制元件、跨其源極568被二極管連接的差分閾值mos晶體管562以及被接地的接收器566。經(jīng)由輸入信號(hào)控制元件的控制和將漏極和柵極置于相同的電壓,可以經(jīng)由用于晶體管562的總閾值電壓的測(cè)量來(lái)獲取漏極閾值電壓vtnd570的準(zhǔn)確測(cè)量結(jié)果。

圖6是圖示出依照關(guān)于本文中的創(chuàng)新的某些方面的示例性系統(tǒng)的示意圖。圖6圖示出包括差分閾值mos晶體管612的差分通過(guò)門電路(differentialpassgatecircuit)600,其中例如漏極區(qū)608具有比源極610的閾值電壓vtns高的漏極閾值電壓vtnd。此類布置提供優(yōu)點(diǎn),例如當(dāng)使高電壓通過(guò)時(shí)(高電壓將有效地促使高vt經(jīng)由漏極引發(fā)的勢(shì)壘(barrier)下降而下降)以及由于高vt區(qū)的存在而引起的更有效關(guān)斷。

圖7是圖示出依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性系統(tǒng)的示意圖。參考圖7,圖示出了上電復(fù)位系統(tǒng)700,其包括多個(gè)差分閾值mos晶體管704、734、744和輸出節(jié)點(diǎn)746vtrip。常規(guī)上電復(fù)位系統(tǒng)常常遭受缺點(diǎn),即上電輸出vtrip水平在低vdd下過(guò)高,因?yàn)槠浔仨毚笥诨虻扔诶缤瓿呻娐返木w管(即對(duì)應(yīng)于將被二極管連接在常規(guī)電路中的晶體管704和晶體管744的晶體管)的閾值電壓的和。然而,根據(jù)依照本文中的創(chuàng)新的方面,可以利用差分閾值電壓mos晶體管704、734、744來(lái)在改善的操作裕度內(nèi)操作輸出vtrip。例如,第一差分晶體管704(當(dāng)操作時(shí)在線性區(qū)中;并且未被二級(jí)管連接)可以被設(shè)置具有較高源極閾值電壓714,并且一對(duì)輸出晶體管734、744每個(gè)還可以包括被設(shè)置為高于其漏極閾值電壓中的一個(gè)或兩個(gè)或高于相應(yīng)的常規(guī)上電系統(tǒng)中的相當(dāng)(標(biāo)準(zhǔn)邏輯)晶體管的源極閾值電壓738、748。此類布置使得能夠在輸出的上界vtrip處實(shí)現(xiàn)較低的“導(dǎo)通”值,因?yàn)檩敵龈唿c(diǎn)(圖8中的vtriph766)只需要大于第一晶體管704的閾值電壓vtp或跨輸出端746與地線之間的輸出晶體管744的現(xiàn)在較高源極閾值748的閾值電壓以便使上電復(fù)位功能跳閘(trip)。換言之,當(dāng)晶體管704、744導(dǎo)通時(shí),實(shí)現(xiàn)高復(fù)位vtriph,其中設(shè)定點(diǎn)是其之間的較高閾值電壓。同樣地,經(jīng)由對(duì)此輸出有所貢獻(xiàn)的晶體管的增加的源極閾值電壓714、748的使用來(lái)改善操作范圍。以這種方式,可以簡(jiǎn)單地在與此類晶體管相關(guān)聯(lián)的最高閾值電壓而不是閾值電壓的和處使上電復(fù)位跳閘。在其它示例性實(shí)施方式中,可以用用于啟用或禁用por、即用于測(cè)試以防止小故障的與非門對(duì)此類系統(tǒng)700進(jìn)行“與”,以允許在小于por跳閘點(diǎn)(諸如用寄存器位或命令)等的值處進(jìn)行讀取。

圖7b是圖示出根據(jù)關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的依照?qǐng)D7的示例性系統(tǒng)的性能特性的圖表。參考圖7b,示出了針對(duì)一定范圍的vdd電壓762進(jìn)行繪圖以圖示出用于porvtriph766的輸出高點(diǎn)中的示例性波動(dòng)的上電復(fù)位(“por”)水平768。在沒(méi)有本文創(chuàng)新的益處的情況下,作為兩個(gè)閾值電壓的和的vtriph將過(guò)高而使得電路不能在低vdd(即作為接近于vtriph766的電壓)下適當(dāng)?shù)夭僮?。然而,本?chuàng)新使得vtriph能夠在晶體管導(dǎo)通時(shí)實(shí)現(xiàn)其復(fù)位操作。同樣地,可以使vtriph在兩個(gè)閾值電壓中的較高的一個(gè)處跳閘,使得例如能夠在低vdd下實(shí)現(xiàn)改善的操作裕度??梢越?jīng)由差分閾值mos晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能。在其它實(shí)施方式中,可以將物理維度配置成實(shí)現(xiàn)由于源自于維度變化或效應(yīng)(諸如由于短溝道效應(yīng)、短寬度效應(yīng)、反寬度效應(yīng)、石相關(guān)效應(yīng)(litho-relatedeffect)、井鄰近效應(yīng)、od(源極/漏極擴(kuò)散維度)等)的較高閾值電壓而引起的較高跳閘點(diǎn)電壓。例如,這可以經(jīng)由對(duì)峰值周圍的不同維度(寬度和長(zhǎng)度)進(jìn)行采樣來(lái)實(shí)現(xiàn),所述峰值諸如用于相關(guān)晶體管(在這里,諸如晶體管704和744)的閾值電壓對(duì)比寬度、溝道長(zhǎng)度或od(源極/漏極擴(kuò)散維度)。

圖8a和8b是圖示出依照?qǐng)D7a和7b的另一示例性電路/系統(tǒng)的示意性圖表的圖,但是反應(yīng)在此類電路中的不同位置處具有變化閾值電壓的不同方面(源極和/或漏極)。

圖9是圖示出依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性系統(tǒng)的示意圖。參考圖9,公開(kāi)了包括mos器件差分對(duì)920、940的系統(tǒng)900。當(dāng)使用依照本文中的創(chuàng)新的一個(gè)或多個(gè)低閾值電壓晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出器件940時(shí),可以實(shí)現(xiàn)改善的操作。根據(jù)某些示例性方面,可以經(jīng)由多個(gè)mos晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)低閾值電壓器件940,其中晶體管中的至少兩個(gè)或多個(gè)具有不同的長(zhǎng)度。例如,可以用如圖16中所示的3個(gè)mos晶體管子部件來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出器件940,每個(gè)具有不同的長(zhǎng)度,例如5/0.3、5/0.35、5/0.4等??梢越?jīng)由不同的寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)附加方面,并且可以經(jīng)由差分閾值晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)其它方面,如上文所闡述的。根據(jù)其它方面,還可以用復(fù)合器件來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出器件,如下文所闡述的,以實(shí)現(xiàn)對(duì)于輸出器件940而言所期望較低閾值電壓參數(shù)。此類示例性實(shí)施方式還具有依照跨源極對(duì)閾值電壓求平均值以使差分對(duì)的偏移最小化的總體優(yōu)點(diǎn)。

圖10a和10b是圖示出依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性系統(tǒng)的示意圖。參考圖10a,公開(kāi)了示例性系統(tǒng)1010,其包括多個(gè)晶體管1012、1014、1018及包括第一電路1022和第二電路1034的基于比率的鎖存器件。系統(tǒng)1010圖示出用以改善反饋相關(guān)操作裕度的差分閾值mos器件或晶體管的一個(gè)示例性使用。例如,系統(tǒng)1010示出了差分閾值mos晶體管1024、1036,其包括與其相應(yīng)的漏極閾值電壓不同(在本示例中,高于)(并因此高于標(biāo)準(zhǔn)晶體管的(一個(gè)或多個(gè))閾值電壓)以提供相關(guān)反饋和鎖存操作的更好控制的源極閾值電壓1026、1038。具體地,示例性系統(tǒng)1010使得能夠經(jīng)由用以根據(jù)電路輸出來(lái)控制例如較早電路的鎖存的差分閾值電壓的使用來(lái)實(shí)現(xiàn)用于反饋操作的改善電壓操作裕度(在這里,為改善的電壓比或范圍)。第二示例性電路1050示出了使用差分閾值電壓來(lái)控制漏泄的第一和第二電路1052、1062的另一典型圖示。在這里,例如,差分閾值mos晶體管1054、1064包括源極閾值電壓1060、1066,其被設(shè)置成與其相應(yīng)的漏極閾值電壓不同(在本示例中,高于)(提供高于標(biāo)準(zhǔn)晶體管的(一個(gè)或多個(gè))閾值電壓)以提供開(kāi)/關(guān)狀態(tài)的更好控制以特別地減少漏泄。具體地,差分mos晶體管1054、1064將在比更高標(biāo)準(zhǔn)閾值電壓晶體管少的過(guò)渡和延遲的情況下飽和或傳遞電壓,從而使損耗最小化。具體地,兩個(gè)mos晶體管1054、1064中的較高源極(和較低漏極)閾值電壓1060、1066將提供較窄裕度內(nèi)的開(kāi)關(guān)、更緊縮的過(guò)渡范圍和/或更少的漏泄。

圖11a是依照關(guān)于本文中的創(chuàng)新的某些方面的示例性mos晶體管器件的橫截面圖。此類器件的底層制造過(guò)程對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是眾所周知的;這些過(guò)程的示例包括美國(guó)專利號(hào)5,045,488和6,258,645和6,329,685,其被整體地通過(guò)引用結(jié)合到本文中。如圖11a的示例性器件中所示,mos晶體管1100可以包括第一導(dǎo)電性類型的半導(dǎo)體材料的襯底1110,諸如p襯底,該襯底包括源極和漏極區(qū)1144、1142。在所示的示例性器件中,源極和漏極區(qū)1144、1142可以包括第二導(dǎo)電性類型的區(qū),諸如例如經(jīng)由砷(as)注入過(guò)程提供的上n+摻雜區(qū)1144a、1144b、例如經(jīng)由磷(p)注入過(guò)程提供的下n+摻雜區(qū)1142a、1142b。源極和漏極區(qū)1144、1142被相互間隔開(kāi),在其之間限定溝道區(qū)1140。絕緣層1120被設(shè)置在襯底的溝道區(qū)之上,包括接近于第一源極/漏極區(qū)的第一絕緣部分1120a和接近于相對(duì)源極/漏極區(qū)的第二絕緣部分1120b。另外,柵極部分1130被設(shè)置在絕緣層之上。此外,溝道區(qū)1140包括相對(duì)結(jié)區(qū),其包括鄰近于一個(gè)源極/漏極區(qū)1144a、1142a的第一結(jié)區(qū)1160a和鄰近于互補(bǔ)源極/漏極區(qū)1144b、1142b的第二結(jié)區(qū)1160b。mos晶體管還可以包括反轉(zhuǎn)區(qū)1146。此外,根據(jù)依照本文中的創(chuàng)新的方面,第一結(jié)區(qū)1160a或第二結(jié)區(qū)1160b的形狀或注入(即注入的類型或組成、注入的密度、注入的濃度和/或通過(guò)過(guò)渡區(qū)的變化等)中的一個(gè)或兩個(gè)具有變化的維度以提供與結(jié)區(qū)相關(guān)聯(lián)的第一閾值電壓,其不同于與相對(duì)結(jié)區(qū)相關(guān)聯(lián)的第二閾值電壓。例如,包括該區(qū)的半導(dǎo)體材料可以具有與相對(duì)區(qū)不同的形狀或尺寸以賦予此不同的閾值電壓,注入可以是不同類型或組成的(用不同的離子/化合物、劑量、過(guò)程和角度等進(jìn)行摻雜)、不同的密度/濃度、變化的尺寸、位置、強(qiáng)度或此類差別中的兩個(gè)或更多的變化,和/或可以基于以上各項(xiàng)的組合來(lái)不同地設(shè)置閾值電壓。

在圖11a所示的示例性器件中,可以經(jīng)由較大補(bǔ)充注入物1148a的產(chǎn)生來(lái)在第一結(jié)區(qū)1150a處形成較高耗盡的區(qū),諸如,例如硼(b)、其它halo材料等的p+注入物。雖然先前的注入已包括一般地被用來(lái)抑制短溝道效應(yīng)的袋注入物的產(chǎn)生,但依照本創(chuàng)新的方面的補(bǔ)充注入物提供可應(yīng)用于本文中公開(kāi)的電路的特殊化勢(shì)壘加載特征。同樣地,可以基于上文所闡述的變化(諸如劑量和角度)經(jīng)由此類漏極引發(fā)的勢(shì)壘加載來(lái)將第一結(jié)區(qū)(例如漏極)的閾值電壓設(shè)置成比相對(duì)結(jié)區(qū)的高(例如50mv~500mv等)。例如,還可以經(jīng)由補(bǔ)充注入物來(lái)改變第一結(jié)區(qū)或第二結(jié)區(qū)的形狀和注入中的一個(gè)或兩個(gè),以根據(jù)補(bǔ)充注入物來(lái)提供具有不同閾值電壓的器件。同樣地,可以經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)補(bǔ)充注入物來(lái)改變第一結(jié)區(qū)或第二結(jié)區(qū)的形狀和/或注入,以根據(jù)一個(gè)或多個(gè)補(bǔ)充注入物來(lái)提供具有不同閾值電壓的器件。

圖11b是圖示出依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性器件的示例性性能特征的圖表。圖表1150是漏極至源極電流ids1122對(duì)比漏極至源極電壓vds1110的圖表,其圖示出具有此類示例性補(bǔ)充注入物的結(jié)的特性。圖表1150描述了此類結(jié)的各種性能特性,例如,經(jīng)由電流和電壓之間的關(guān)系提供的較高rout,ids=i/(1+λ)*vds。同樣地,rout將隨著1/λ的斜率減小而成反比地增加,如一系列斜率1114、1116、1118所示,其圖示出具有隨著增加的摻雜而增加的增益(rout)。

圖12是依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性器件的透視(側(cè)視)圖。圖12的mos器件1200包括與圖12的特征相同或類似的特征中的某些,但是圖示出與氧化物或絕緣層相關(guān)聯(lián)以便為與另一個(gè)相對(duì)的一個(gè)源極/漏極提供不同的閾值電壓的某些特征。如圖12的示例性器件中所示,mos晶體管1200可以包括第一導(dǎo)電性類型的半導(dǎo)體材料的襯底1210,諸如p襯底,該襯底包括源極和漏極區(qū)1244、1242。在所示的示例性器件中,源極和漏極區(qū)1244、1242可以包括第二導(dǎo)電性類型的區(qū),諸如例如經(jīng)由砷(as)注入過(guò)程提供的上n+摻雜區(qū)1244a、1244b、例如經(jīng)由磷(p)注入過(guò)程提供的下n+摻雜區(qū)1242a、1242b。源極和漏極區(qū)1244、1242被相互間隔開(kāi),在其之間限定溝道區(qū)1240。氧化物/絕緣區(qū)1220被設(shè)置在襯底的溝道區(qū)之上。另外,柵極部分1230被設(shè)置在氧化物/絕緣區(qū)1220之上。此外,溝道區(qū)1240包括相對(duì)結(jié)區(qū),其包括鄰近于一個(gè)源極/漏極區(qū)1244a、1242a的第一結(jié)區(qū)1260a和鄰近于互補(bǔ)源極/漏極區(qū)1244b、122b的第二結(jié)區(qū)1260b。mos晶體管還可以包括反轉(zhuǎn)區(qū)1246。

轉(zhuǎn)到與氧化物/絕緣層相關(guān)聯(lián)的特征,依照本文中的創(chuàng)新的示例性氧化物/絕緣區(qū)1220可以包括一個(gè)或多個(gè)氧化物或其它絕緣/電介質(zhì)層1222以及氮化物層1224,其利用在源極和漏極區(qū)處具有軌跡的氮化物電荷俘獲(參見(jiàn)例如出于圖示的目的在圖12中示出的俘獲電荷1226)來(lái)控制源極閾值電壓vts和漏極閾值電壓vtd。用于制造采用氮化物電荷俘獲的器件的過(guò)程對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是眾所周知的。特別地,在通過(guò)引用結(jié)合到本文中并隨附于此的由williamd.brown和joebrewer在1998年所編輯的nonvolatilesemiconductormemorytechnology,ieee中闡述了此類器件和過(guò)程的某些示例(參見(jiàn)例如pp.47~50,特別是第1.4.2.2節(jié)sonos器件pp.49~50部分)。再次地,雖然出于圖示的目的在圖12中描述了俘獲電荷1226,但還可以將電荷俘獲的一個(gè)或多個(gè)區(qū)表征為鄰近于源極或漏極以控制相應(yīng)的閾值電壓。此外,本示例是在氮化物的背景下描述的,可以以其它方式利用其它組成的電荷俘獲區(qū)。同樣地,雖然在層的背景下描述了本示例性電荷俘獲區(qū),但還可以使用材料的其它形狀和布置。返回本創(chuàng)新,在本文所闡述的示例性系統(tǒng)中可以使用源極處的俘獲電荷的軌跡或區(qū)的產(chǎn)生或源極閾值電壓的操縱,包括但不限于修整比較器或運(yùn)算放大器中的差分對(duì)的偏移。在本文所闡述的示例性系統(tǒng)中,還可以使用漏極處的俘獲電荷的此類軌跡或區(qū)或漏極閾值電壓的操縱,包括但不限于修整例如比較器或運(yùn)算放大器中的差分對(duì)的漏極側(cè)處的操作點(diǎn)。

圖13a和13b是依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性器件的透視(頂視和側(cè)視)圖。圖13a和13b中所示的示例性mos半導(dǎo)體器件1300可以包括第一導(dǎo)電性類型1310的半導(dǎo)體材料的襯底、襯底中的源極/漏極區(qū)1344,其中,源極區(qū)和漏極區(qū)是第二導(dǎo)電性類型的并被相互間隔開(kāi),在其之間定義了溝道區(qū)、設(shè)置在襯底的溝道區(qū)之上的絕緣層1322以及絕緣層之上的柵極部分。出于描述的目的,可以將絕緣層1322視為包括相對(duì)的絕緣區(qū)或“部分”,包括鄰近于第一源極/漏極區(qū)的第一絕緣部分1322和鄰近于相對(duì)源極/漏極區(qū)的第二絕緣部分1326,其中,每個(gè)絕緣部分定義或表征柵極與源極/漏極之間的與每個(gè)絕緣部分相關(guān)聯(lián)的閾值電壓。

此外,根據(jù)依照本文中的創(chuàng)新的某些方面,可以用變化的維度(包括厚度1334)來(lái)制造第一絕緣部分或第二絕緣部分,以提供第一閾值電壓,其不同于與相對(duì)絕緣部分相關(guān)聯(lián)的第二閾值電壓。在絕緣層中可以改變以實(shí)現(xiàn)這些優(yōu)點(diǎn)的維度包括第一絕緣部分1324和第二絕緣部分1326的厚度1334以及寬度(跨溝道的距離或維度)1333、1331。在示例性系統(tǒng)中,其中此第二絕緣部分表示小于第一絕緣部分的厚度的氧化物區(qū),可以減小寬度1331的線性維度以減小閾值電壓,在功能上與耗盡區(qū)的維度變化類似,其可以對(duì)電壓特性賦予變化。還可以經(jīng)由第一和/或第二絕緣部分的寬度的(一個(gè)或多個(gè))減小來(lái)實(shí)現(xiàn)閾值電壓減小。此外,用于第二絕緣部分1326的較厚氧化物的使用將導(dǎo)致跨關(guān)聯(lián)(相鄰)源極/漏極的較高閾值電壓。還可以將氧化物尺寸確定表征為采取總體絕緣層1322中的偏移區(qū)或偏移1336的形式。例如,該偏移可以是由諸如源極/漏極區(qū)(期望差分閾值電壓)上的基本上直線的形狀定義的區(qū)。根據(jù)某些示例性方面,依照上述內(nèi)容的尺寸標(biāo)注可以在源極與漏極之間賦予大約0.1伏至大約0.5伏左右的差分閾值電壓條件。

圖14是圖示出依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性器件的性能特征/特性的圖表。圖14的圖表1400是用于諸如圖13中所示的mos晶體管的示例性器件的閾值電壓1462對(duì)比長(zhǎng)度1464的示例性圖表。圖表1400幫助圖示出隨著其長(zhǎng)度1331維度變化而與例如第二絕緣部分1326相關(guān)聯(lián)的閾值電壓之間的典型關(guān)系。如所示,當(dāng)長(zhǎng)度維度在其較小范圍內(nèi)(特別地經(jīng)由線lmin1471來(lái)表征)時(shí),用正斜率的曲線或隨著長(zhǎng)度增加而增加的閾值電壓(也稱為sce或短溝道效應(yīng))來(lái)表征電壓對(duì)比長(zhǎng)度的圖表。然而,隨著長(zhǎng)度增加超過(guò)某個(gè)閾值1472,該關(guān)系具有負(fù)斜率,閾值電壓隨著長(zhǎng)度進(jìn)一步增加而開(kāi)始減小1476(也稱為rsce或反短溝道效應(yīng)點(diǎn)1474)?;谶@些特性,可以根據(jù)設(shè)計(jì)和制造參數(shù)來(lái)確立和移動(dòng)最大閾值電壓,并且可以根據(jù)短長(zhǎng)度特性來(lái)確定或確立最小閾值電壓。例如,這些特征向諸如要求差分對(duì)的偏移的那些應(yīng)用提供優(yōu)點(diǎn),尤其是在其中可以根據(jù)短長(zhǎng)度和最小閾值電壓特性來(lái)確定設(shè)計(jì)、制造和操作特征的情況下。關(guān)于依照本文中的創(chuàng)新的示例性器件的窄寬度效應(yīng)和反窄寬度效應(yīng),存在類似的關(guān)系和優(yōu)點(diǎn)。

圖15是依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性器件的透視(頂視)圖。參考圖15,示出了包括具有源極/漏極區(qū)以及變化維度的氧化物區(qū)1530的襯底1510的復(fù)合器件1500。依照此類示例性方面,金屬氧化物半導(dǎo)體器件可以包括第一導(dǎo)電性類型的半導(dǎo)體材料的襯底1510、在襯底中的源極區(qū)和漏極區(qū),其中,源極區(qū)和漏極區(qū)具有第二導(dǎo)電性類型并被相互間隔開(kāi)而在其之間限定溝道區(qū)、設(shè)置在襯底的溝道區(qū)上的絕緣層1530以及在絕緣層之上的柵極部分。可以將氧化物區(qū)1530表征為具有與上文所闡述的那些類似的第一和第二部分或“絕緣部分”,每個(gè)與互補(bǔ)源極和漏極區(qū)相關(guān)聯(lián)。在圖15的示例性圖示中,第一絕緣部分或第二絕緣部分被制造成具有變化的長(zhǎng)度和寬度并具有與相對(duì)絕緣部分不同的維度,以提供第一閾值電壓,其不同于與相對(duì)絕緣部分相關(guān)聯(lián)的第二閾值電壓。在圖15中,為了圖示出作為維度的函數(shù)的不同閾值電壓的產(chǎn)生,示出了具有不同寬度(即跨溝道距離)的3個(gè)部分1550、1554、1558的示例性氧化物區(qū)1530。還可以用反映與每個(gè)區(qū)的不同長(zhǎng)度和寬度相比的變化的過(guò)渡區(qū)1552、1556來(lái)表征這些部分中的每一個(gè)。關(guān)于所圖示出的示例性器件,然后通常將用不同的閾值電壓來(lái)表征3個(gè)總體區(qū)中的每一個(gè),用于每個(gè)源極或每個(gè)漏極的總體或復(fù)合閾值電壓是作為每個(gè)閾值電壓子分量確定的。

圖16是依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性器件的透視(頂視)圖。參考圖16,示出了包括具有源極/漏極區(qū)以及變化長(zhǎng)度的氧化物區(qū)1630的襯底1610的串聯(lián)器件1600。依照此類示例性方面,金屬氧化物半導(dǎo)體器件可以包括被串聯(lián)地電布置的兩個(gè)或更多晶體管子部件,每個(gè)晶體管子部件包括第一導(dǎo)電性類型的半導(dǎo)體材料的襯底1610、襯底中的源極區(qū)和漏極區(qū),其中,源極區(qū)和漏極區(qū)是第二導(dǎo)電性類型的且被相互間隔開(kāi)而在其之間定義溝道區(qū)、設(shè)置在襯底的溝道區(qū)之上的一個(gè)或多個(gè)絕緣層1630,每個(gè)具有位于絕緣層上的柵極部分。圖16的圖示描繪了3個(gè)晶體管子部件,雖然具有兩個(gè)或具有超過(guò)3個(gè)的實(shí)施例也可以是依照本文中的創(chuàng)新。如所示,示例性mos器件1600包括第一晶體管子部件的第一氧化物區(qū)1632(“第一絕緣部分”)、第二晶體管子部件的第二氧化物區(qū)1634(“第二絕緣部分”)以及第三晶體管子部件的第三氧化物區(qū)1636(“第三絕緣部分”)。例如可以將具有兩個(gè)晶體管元件的結(jié)構(gòu)表征為使第一晶體管的第一絕緣部分被制造成具有與第二晶體管子部件的第二絕緣部分的第二長(zhǎng)度不同的第一長(zhǎng)度(即跨第一溝道的距離)。被相互以此類串聯(lián)關(guān)系放置的氧化物區(qū)定義了用于每個(gè)子部件的各種閾值電壓,其中最高閾值電壓確定器件的總體或復(fù)合閾值電壓,并且可以從而提供與器件的第二閾值電壓不同的器件的第一閾值電壓。以類似方式,具有三個(gè)或更多晶體管元件的結(jié)構(gòu)可以在全部的各種晶體管氧化物區(qū)之間包括類似的關(guān)系。

圖17是依照關(guān)于本創(chuàng)新的某些方面的示例性器件的透視(頂視)圖。參考圖17,示出了包括具有源極/漏極區(qū)以及變化維度的氧化物區(qū)1768的襯底1710的復(fù)合器件1700。依照此類示例性方面,金屬氧化物半導(dǎo)體器件可以包括第一導(dǎo)電性類型的半導(dǎo)體材料的襯底1710、在襯底中的源極區(qū)和漏極區(qū),其中,源極區(qū)和漏極區(qū)具有第二導(dǎo)電性類型并被相互間隔開(kāi)而在其之間限定溝道區(qū)、設(shè)置在襯底的溝道區(qū)上的絕緣層1768以及在絕緣層之上的柵極部分??梢詫⒀趸飬^(qū)1768表征為具有與上文所闡述的那些類似的第一和第二部分或“絕緣部分”,每個(gè)與互補(bǔ)源極和漏極區(qū)相關(guān)聯(lián)。如在圖17的圖示中以示例的方式所示,第一絕緣部分或第二絕緣部分被制造成具有變化長(zhǎng)度和/或與相對(duì)絕緣部分不同的沿長(zhǎng)度方向的表面面積或體積維度,以提供第一閾值電壓,其不同于與相對(duì)絕緣部分相關(guān)聯(lián)的第二閾值電壓。在圖17中,為了圖示出作為此類長(zhǎng)度尺寸變化的函數(shù)的不同閾值電壓的一個(gè)示例性實(shí)施方式,可以通過(guò)延長(zhǎng)或縮短鄰近于源極/漏極的氧化層的兩個(gè)長(zhǎng)度尺寸l1、l2來(lái)在鄰近于源極或漏極區(qū)的一側(cè)或絕緣部分1770上改變示例性氧化物區(qū)1768。然后通常將用不同的閾值電壓來(lái)表征兩個(gè)不同的絕緣部分,在溝道的每側(cè)上一個(gè)。

應(yīng)理解的是先前的描述意圖舉例說(shuō)明而不是限制本發(fā)明的范圍,其是由所附權(quán)利要求的范圍來(lái)定義的。其它實(shí)施例在以下權(quán)利要求的范圍內(nèi)。

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