[发明专利]一种开关系统及动态随机存储器

说明书

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种开关系统，应用于一极低温环境下；开关系统包括：全耗尽型的SOI器件，包括源极、栅极、漏极以及衬底；温度反馈电路，包括一温度采样端和一电压输出端；电压输出端连接衬底；温度反馈电路通过温度采样端采集外部环境的温度信号，并根据采集到的温度信号生成用于调节衬底中电压的一调节电压；温度反馈电路通过一电压输出端与SOI器件的衬底连接，用于输出调节电压至衬底中；SOI器件在调节电压的调节下进行工作；能够避免低温环境造成的器件中载流子冻结的情况产生，进而避免翘曲效应的产生，提高器件性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种开关系统及动态随机存储器。

背景技术

SOI(Silicon-On-Insulator绝缘衬底上的硅，简称SOI)技术是在顶层硅和背衬底之间引入了一层埋氧化层，如图1所示。通过在绝缘体上形成半导体薄膜，SOI材料具有了体硅所无法比拟的优点：可以实现集成电路中元器件的介质隔离，彻底消除了体硅CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor互补金属氧化物半导体，简称CMOS)电路中的寄生闩锁效应；采用这种材料制成的集成电路还具有寄生电容小、集成密度高、速度快、工艺简单、短沟道效应小及特别适用于低压低功耗电路等优势，因此可以说SOI将有可能成为深亚微米的低压、低功耗集成电路的主流技术。通常根据在绝缘体上的硅膜厚度将SOI分成薄膜全耗尽结构和厚膜部分耗尽结构。由于SOI的介质隔离，制作在厚膜SOI结构上的器件正、背界面的耗尽层之间不互相影响，在它们中间存在一中性体区，这一中性体区的存在使得硅体处于电学浮空状态，产生了两个明显的寄生效应，一个是翘曲效应，另一个是器件源漏之间形成的基极开路NPN寄生晶体管效应。如果将这一中性区经过一体接触接地，则厚膜器件工作特性便和体硅器件特性几乎完全相同。而基于薄膜SOI结构的器件由于硅膜的全部耗尽完全消除翘曲效应，且这类器件具有低电场、高跨导、良好的短沟道特性和接近理想的亚阈值斜率等优点。因此薄膜全耗尽SOI应该是非常有前景的SOI结构。

极端低温环境指微电子器件工作的环境温度低于-153摄氏度。此时，芯片工作的环境温度低于商业芯片工作温度标准，一般为-40～+85摄氏度，甚至低于军用芯片的工作温度标注，即-55～+125摄氏度。例如，在月球表面背阳处的温度可低至-180摄氏度，即93开尔文，而在太空中空间的背景温度可低至-269摄氏度，即4开尔文。在极端低温下，许多半导体器件会表现出不同的特征，如迁移率增大、阈值电压升高、亚阈值摆幅减小、饱和速率增大、源漏电荷共享效应减小、栅感应漏极电流减小等，同时会出现载流子冻结效应，而载流子冻结效应又会导致翘曲效应、延迟截至效应、迟滞效应等。在航天应用中，为了保证航天器电路系统正常工作，许多电路需要在保温箱内运行，增加了系统的复杂度和成本。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种开关系统，其中，应用于一极低温环境下；所述开关系统包括：

全耗尽型的SOI器件，包括源极、栅极、漏极以及衬底；

温度反馈电路，包括一温度采样端和一电压输出端；

所述电压输出端连接所述衬底；

所述温度反馈电路通过所述温度采样端采集外部环境的温度信号，并根据采集到的所述温度信号生成用于调节所述衬底中电压的一调节电压；

所述温度反馈电路通过所述电压输出端与所述SOI器件的所述衬底连接，用于输出所述调节电压至所述衬底中；

所述SOI器件在所述调节电压的调节下进行工作。

上述的开关系统，其中，所述温度反馈电路包括：

温度传感器，通过所述温度采样端采集所述外部环境中的温度信号；

所述温度传感器通过一温度采集输出端将所述温度信号输出；