일반기술

극도로 낮은 동작 전압을 위한 몸체 결합하는 게이트를 가지는 활동적 문턱 전압 MOSFET

본 기술은 0.6V의 극도로 낮은 동작 전압에서 동작하는 트랜지스터의 동작 특성과 구성 형태에 관한 것이다. 최근 고성능 저 전력소비 시스템에 대한 요구가 급속히 늘어나고 있는 추세에 따라 성능이 향상되고 처리 속도가 빨라진 장치들이 많이 개발되고 있어 기술 개발은 많이 향상되었지만, 휴대용 기기나 장치들의 수요가 급격히 늘어나면서 크기를 줄이고, 저 전력소모로 오랫동안 사용할 수 있은 장치를 필요로 되고 있다. 절연체 구조 위의 실리콘에 형성된 MOSFET처럼 절연된 게이트 전계 트랜지스터는 턴 온 전압을 줄이고 극도로 낮은 단계까지 전력 공급 전압 (예, 0.6V)의 한계를 낮추기 위하여 몸체 연결하는 게이트를 포함하고 있다. 몸체 접촉은 기본적인 필름에 대해 다중실리콘 게이트에서 접촉 창을 통해서 금속에 의하여 이루어진다. 다중실리콘 게이트는 게이트 절연물에서 접촉 창을 통하여 직접적으로 실리콘 필름에 접촉할 수 있다. 또, 다중실리콘 게이트와 몸체에 대하여 분리된 접촉도 이루어질 수 있다. 한편, 외부 바이어스 발생 회로는 낮은 문턱 전압 장치가0.6V 이상의 공급 전압에서 동작할 수 있도록 한다. 즉, 작은 전계 트랜지스터는 더 큰 트랜지스터를 위하여 전면 (forward) 몸체 바이어스를 공급한다. 작은 트랜지스터는 전면 몸체 바이어스을 전력 공급 전압임에도 불구하고 0.6V까지로 제한하고 있다. 그러므로, V.sub.dd는 0.6V를 넘지 않는다. 이것은 클럭 드라이버와 큰 버퍼들과 같은 큰 트랜지스터를 필요로 하는 회로에 유용하다. 이런 연결은 큰 트랜지스터가 같은 크기의 정규의 트랜지스터보다 더 높은 전류 운동을 가지게 될 것이다. 본 기술의 기반이 되는 SOI 기술은 준-마이크로 게이트 기술을 사용하여 초고밀도 집적 회로에 적용될 수 있다. SOI는 지지하는 벌크 웨이퍼 위에 절연 층을 덮어쒸운 반도체 물질 층으로 이루어져 있다. 구조는 존 멜팅과 재결정 (ZMR), 삽입된 산소에 의한 분리 (SIMOX)법 등에 의하여 형성된다. 전형적으로, 구조는 단결정 실리콘 기질에 묻혀진 실리콘 산화물 층 위에 단결정 실리콘 필름으로 이루어져 있다.매우 낮은 전압 (0.6V)에서 동작하는 장치낮은 동작 전압에 따른 매우 낮은 전력 소비