[发明专利]可重新配置的互补金属氧化物半导体装置及方法

说明书

本申请涉及可重新配置的互补金属氧化物半导体装置及方法，揭示具有多种操作模式(如倍频模式等)的可重新配置的互补金属氧化物半导体装置。装置包括N型场效应晶体管(NFET)及P型场效应晶体管(PFET)，其是阈值电压可编程，并联连接，并具有电性连接的栅极。可同时编程NFET及PFET的阈值电压，并可依据在NFET及PFET中达到的阈值电压的特定组合设置装置的操作模式。可选地，可同时重新编程NFET及PFET的阈值电压，以切换操作模式。这样的装置较小，并以最小的功耗达到倍频及其它功能。本申请还揭示用于形成装置以及用于重新配置装置(也就是，用于同时编程NFET及PFET以设置或切换操作模式)的方法。

技术领域

本发明涉及阈值电压可编程场效应晶体管(例如，铁电场效应晶体管(ferroelectric field effect transistor；FeFET)等)，尤其涉及可重新配置的互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor；CMOS)装置、形成该装置的方法以及重新配置(也就是，编程)该装置的方法的实施例。

背景技术

倍频器是无线通信系统(其中需要稳定的高频振荡)的基本组件。当前最新的倍频器包括滤波及放大电路。遗憾的是，此类滤波放大电路消耗大量的芯片面积及功率。

发明内容

本文中揭示可重新配置的互补金属氧化物半导体(CMOS)装置的实施例。该装置包括多个场效应晶体管(FET)，尤其N型场效应晶体管(NFET)及P型场效应晶体管(PFET)。该NFET及该PFET都可为阈值电压可编程FET。此外，该NFET与该PFET可并联电性连接，并可具有电性连接的栅极。利用此配置，该NFET及该PFET的阈值电压可通过施加特定的一组电压条件来同时编程(如具体实施方式部分中进一步讨论)。作为所述施加该特定组电压条件的结果，可在该两个FET中达到多个可能阈值电压组合中的一个特定阈值电压组合，以使该装置可操作于多种可能操作模式(例如，倍频操作模式、正信号传输模式、信号阻挡模式等)中的一种特定操作模式。利用此配置，该NFET及该PFET的阈值电压可选地通过施加不同的一组电压条件来重新编程(例如，在现场(in the field))，以在该两个FET中达到一个不同的特定阈值电压组合，并因此将该装置切换至该多种可能操作模式中的不同的一种操作模式。

本文中还揭示形成如上所述的可重新配置的互补金属氧化物半导体(CMOS)装置的方法的实施例。该方法可包括提供衬底，以及在该衬底上形成该可重新配置的互补金属氧化物半导体(CMOS)装置。具体地说，该方法可包括在该衬底上形成互补的一对场效应晶体管(FET)，尤其N型FET(NFET)与P型FET(PFET)。该NFET及PFET可经形成以使它们为阈值电压可编程FET。此外，该NFET及该PFET可经形成以使它们并联电性连接并使它们具有电性连接的栅极。

本文中还揭示用于重新配置(在本文也称为编程)如上所述的可重新配置的互补金属氧化物半导体(CMOS)装置的方法的实施例。具体地说，该方法可包括提供这样的可重新配置的CMOS装置。该方法还可包括同时编程该NFET及该PFET的阈值电压。具体地说，该NFET及该PFET的阈值电压可通过施加特定的一组电压条件来同时编程(如具体实施方式部分中进一步讨论)。作为所述施加该特定组电压条件的结果，可在该两个FET中达到多个可能阈值电压组合中的一个特定阈值电压组合，以使该装置可操作于多种可能操作模式(例如，倍频操作模式、正信号传输模式、信号阻挡模式等)中的一种特定操作模式。可选地，该方法还可包括通过施加不同的一组电压条件来同时重新编程该NFET及该PFET的阈值电压(例如，在现场)，以在该两个FET中达到一个不同的特定阈值电压组合，并因此将该装置切换至该多种可能操作模式中的不同的一种操作模式。

附图说明

通过参照附图自下面的详细说明将更好地理解本发明，该些附图并不一定按比例绘制，且其中：

图1是显示所揭示的可重新配置的互补金属氧化物半导体(CMOS)装置的实施例的示意图；