[发明专利]具有穿通抑制的先进晶体管

权利要求书

1.一种管芯，包括：

衬底，所述衬底为单个半导体材料的单晶；

多个晶体管结构，由所述衬底支撑，每个场效应晶体管结构具有栅极、源极和漏极；

其中至少一个所述晶体管结构具有在所述栅极下方且在所述源极与漏极之间延伸的多个掺杂区域，注入所述多个掺杂区域来为至少一个所述晶体管结构限定p型或n型材料的掺杂剂分布，所述掺杂剂分布在距离所述栅极的第一深度处具有峰掺杂剂浓度、在距离所述栅极的第二深度处具有第一中间掺杂剂浓度、在距离所述栅极的第三深度处具有第二中间掺杂剂浓度并且在距离所述栅极的第四深度处具有深掺杂剂浓度；

其中所述第一深度比所述第二深度深并且比所述第三深度浅，所述第四深度比所述第三深度深，所述第一中间掺杂剂浓度和所述第二中间掺杂剂浓度比所述峰掺杂剂浓度低；

其中所述多个晶体管结构中的每个包括由无掺杂的均厚外延生长形成的沟道区域和阱区域，所述沟道区域直接位于在单半导体材料的单晶中形成的阈值电压控制区域之上，所述阈值电压控制区域与所述第一中间掺杂剂浓度相关，所述阱区域与所述深掺杂剂浓度相关；

其中所述晶体管结构中的一个包括在所述阈值电压控制区域正下方的屏蔽区域和在所述屏蔽区域下方的穿通抑制区域，所述屏蔽区域与所述峰掺杂剂浓度相关，所述穿通抑制区域与所述第二中间掺杂剂浓度相关；以及

其中所述第一深度的范围在所述栅极的长度的一半到五分之一之间。

2.根据权利要求1所述的管芯，还包括：

偏置结构，被耦合至至少一个所述晶体管结构的源极，所述偏置结构能被操作以修改至少一个所述晶体管结构的工作阈值电压。

3.根据权利要求2所述的管芯，还包括：

固定电压源，被耦合至所述偏置结构以静态地设置至少一个所述晶体管结构的阈值电压。

4.根据权利要求2所述的管芯，还包括：

可变电压源，被耦合至所述偏置结构以动态地调整至少一个所述晶体管结构的阈值电压。

5.根据权利要求2所述的管芯，其中所述多个晶体管结构被分为不同的偏置部分，第一偏置部分不提供阈值电压调整，第二偏置部分能被操作以提供静态阈值电压调整，并且第三偏置部分能被操作以提供动态阈值电压调整。

6.根据权利要求5所述的管芯，其中所述不同的偏置部分具有带有调整或不带任何调整的不同的阈值电压。

7.根据权利要求1所述的管芯，其中所述多个掺杂区域形成在所述衬底中。

8.根据权利要求1所述的管芯，其中所述多个掺杂区域形成在所述衬底上。

9.根据权利要求1所述的管芯，还包括：

源极和漏极延伸部，延伸至至少一个所述晶体管结构的所述沟道中。

10.根据权利要求1所述的管芯，其中所述多个掺杂区域与所述源极和所述漏极接触。

11.根据权利要求1所述的管芯，其中所述掺杂剂分布在所述第一深度与所述第二深度之间的第一点处具有第一掺杂剂浓度，所述第一掺杂剂浓度小于或等于所述第一中间掺杂剂浓度，以在所述掺杂剂分布中建立第一凹口。

12.根据权利要求1所述的管芯，其中所述掺杂剂分布在所述第一深度与所述第三深度之间的第二点处具有第二掺杂剂浓度，所述第二掺杂剂浓度小于或等于所述第二中间掺杂剂浓度，以在所述掺杂剂分布中建立第二凹口。