[发明专利]半导体器件

说明书

相关申请的交叉引用

在此通过参考引入2008年1月31日提交的日本专利申请No. 2008-20080的全部公开内容，包括说明书、附图和摘要。

技术领域

本发明涉及半导体器件，具体而言，涉及在应用于半导体器件 时有效的技术，该技术旨在实现半导体器件的工作速度的提高以及 泄漏电流的减小，且还旨在实现半导体器件的微型化。

背景技术

专利文献1(日本未审专利公开No.Hei 11(1999)-17522)披露了 提供逻辑书(logic book)的技术，该逻辑书混合了低电压阈值(Vt) 器件和正常电压阈值(Vt)器件从而改善性能，而不增加该逻辑书 的待机功率要求。在该技术中，使用低Vt器件以提高速度，使用正 常Vt器件以切断逻辑书的关态电流。文献1中描述的技术思想为， 在由正常Vt器件组成的电路中，使用低Vt器件替代部分的正常Vt 器件。

发明内容

在作为半导体器件的集成电路中，要求快速的处理速度和低的 功耗。这些要求是通过针对具有不同性能的每个集成电路调整构成 该集成电路的MISFET(金属绝缘体半导体场效应晶体管)的配置来 实现的。例如，在优先考虑快速的处理速度的集成电路中，主要使 用具有低阈值电压的MISFET。也就是说，当MISFET的阈值电压降 低时，高速工作变得可行。然而，当MISFET的阈值电压降低时， 截止时在MISFET的源极区和漏极区之间流动的泄漏电流将增大。 也就是说，对于优先考虑快速的处理速度的集成电路，采用低阈值 电压的MISFET可实现快速的处理速度，但是采用低阈值电压的 MISFET同时导致泄漏电流的增加。因此，即使对于优先考虑快速的 处理速度的集成电路，也期望将泄漏电流抑制为低于特定值，从而 达成低功耗。为此，优先考虑快速的处理速度的电路采用具有低阈 值电压的MISFET，且同时使该MISFET的栅极宽度变小，从而将泄 漏电流保持在指定值以下。

这里，为了阐明MISFET的栅极宽度的定义，参考附图进行说 明。图1为说明MISFET的平面配置的示例的图示。如图1所示， 有源区Ac被元件隔离区STI围绕，且栅电极G布置成交叉经过有源 区Ac上方。栅电极G布置成沿x方向延伸。源极区S和漏极区D 形成于有源区Ac内从而与栅电极G匹配。该MISFET是由栅电极G、 源极区S和漏极区D组成。在这种MISFET中，栅电极G的栅极长 度L定义为栅电极G沿y方向的宽度。另一方面，栅电极G的栅极 宽度W定义为栅电极G沿x方向与有源区Ac交叠的宽度。

结果，例如，优先考虑快速的处理速度的集成电路采用低阈值 电压的MISFET，并使图1所示的MISFET的栅极宽度W变小。由 于通过使MISFET的栅极宽度变小可以使MISFET截止时的泄漏电 流减小，所以优先考虑快速的处理速度的集成电路也可以将泄漏电 流的大小保持在指定值以下。这样，对于优先考虑快速的处理速度 的集成电路的情形，采用能够大幅提高处理速度的低阈值电压的 MISFET，且通过使MISFET的栅极宽度W变小来使泄漏电流减小。

另一方面，例如对于优先考虑泄漏电流的减小的集成电路的情 形，主要使用高阈值电压的MISFET。也就是说，当MISFET的阈值 电压增大时，泄漏电流可以减小。然而，当MISFET的阈值电压增 大时，处理速度将降低。也就是说，尽管优先考虑泄漏电流的减小 的集成电路通过采用高阈值电压的MISFET可以实现泄漏电流的减 小，但是采用具有高阈值电压的MISFET同时导致处理速度的降低。 因此，即使对于优先考虑泄漏电流的减小的集成电路，也期望将 MISFET的工作速度保持在指定值以上，从而改善处理能力。为此， 优先考虑泄漏电流的减小的电路采用具有高阈值电压的MISFET，且 同时使该MISFET的栅极宽度变大，从而将MISFET的工作速度保 持在指定值以上。也就是说，对于优先考虑泄漏电流的减小的集成 电路的情形，采用能够大幅减小泄漏电流的高阈值电压的MISFET， 且通过使MISFET的栅极宽度W变大来使工作速度得以改善。