CN101728431B - 同轴晶体管结构 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关于一种同轴晶体管结构，揭示了一种在基板上的同轴晶体管，尤其是同轴结构的金属-氧化物-半导体场效晶体管，并可以堆栈芯片或基板(Wafer Bonding)及轴心通孔贯串连接制成更高集积度、无闩锁效应的同轴全对称互补型金属-氧化物-半导体场效晶体管集成电路。本发明将现有习知PMOS制成同轴化结构CPMOS的方法、及现有习知NMOS制成同轴化结构CNMOS的方法及再将两者上下颠倒接合而成完全对称的互补型同轴金属氧化物半导体场效晶体管CCMOS结构等方法可彻底解决闩锁效应，并可提高集积度及反应速度的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种同轴晶体管结构(Coaxial-Transistor)，特别是涉及一种使用于提高集成电路集积度(Integration)的同轴结构金属-氧化物-半导体场效晶体管，及其完全对称的互补型金属-氧化物-半导体场效晶体管技术的同轴晶体管结构。
背景技术
晶体管“Transistor”源于Transfer-Resistor，原为“调动电阻者；移动或转移电阻者”之意，意译为“调阻体”可望字知义。晶体管在现有习知的电子技术领域已明确表现其优越的“调整内建电阻(Build inResistor)大小，使通过电流可大可小”的双极性接面晶体管(BipolarJunction Transistor，简称BJT)功能；或在现有习知的积体数字逻辑电子技术领域的“调整内建电阻，极大化使电流阻断成为断路(off)或极小化使电流畅通成为接通(on)”的单极性晶体管(Unipolar Transistor)功能，例如接面场效晶体管(Junction Field-Effect Transistor，简称JFET)、金属-半导体场效应晶体管(Metal-Semiconductor Field-Effect Transistor，MESFET)或金属-氧化物-半导体场效晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor，MOSFET简称金氧半场效晶体管MOS)。晶体管调整内建电阻的控制能力来自结构内pn接面形成内建电场(Built-InPotential)的顺偏压或逆偏压的起始安排及选择，是由射极(Emitter，E)、基极(Base，B)及集极(Collector，C)组成BJT晶体管的基极偏压来控制电阻大小；或由源极(Source，S)、闸极(Gate，G)及汲极(Drain，D)组成诸FET的闸极偏压来控制载子(Carrier，电子或电洞)的通(ON)与断(OFF)。之后发展的MOS为避免电位漂浮(Floating)另增一基体(Body，B)而成一四端点晶体管。基极或门极正如同水龙头调整水流量大小或通-断的功能。
在现有习知集成电路组件制作形态，上述不论三端点或四端点晶体管各极的材料单体，皆以扩散、沈积、离子植入或磊晶等单元半导体制程，形成具备长宽深度的方形布置分布形状来制成，并能以三极并行接口形成上下或左右达成晶体管调整电阻作用者。因此组件与组件区格，偃然成为马赛克式方形块组成的集成电路结构。举例如图1-1、1-2所示，图1-1为一CMOS反相器(Inverter)顶视图，图1-2为一对照横截面图。
1947年W.Shockley、Bardeen及Brattain在美国贝尔实验室发明晶体管，其为点接触式(Point Contact)锗接面晶体管。此为美国专利US2,569,347“Circuit Element Utilizing Semiconductive Material”Sept.25，1951公告所记。然于1960年代初期，以数字计算机微小化的需要下，将多数晶体管密集制造在基板上的想法；却被发明晶体管的贝尔实验室视为极端可笑的创意。时至今日，微电子技术已不断地进步；贝尔实验室的幽默成为追求不可能任务研究者背后的创造动力。
现有习知BJT的电流密度高、反应速度快的优点，在模拟电路应用虽可大量使用；但应用在数字逻辑电路的反相器、晶体管-晶体管逻辑电路(Transistor-Transistor Logic，TTL)和射极耦合逻辑电路(Emitter-Coupled Logic，ECL)时，则受限于三极的面积，使BJT在集成电路的集积度方面无法和以电场电压控制通断的场效应(Field-Effect，FET)晶体管相比。因以基极电流控制集射极电流的BJT结构，基极实体层无论如何地薄均无法减免其做为载子交换体而必须存在的遗憾；而FET却可将闸极往上方的空间移出，来以电压控制源极与汲极间电流的通断，使得FET在数字集成电路的集积度胜过BJT。又FET中现有习知金属-氧化物-半导体场效晶体管MOSFET(以下简称MOS)，因具有更高集积度、更低消耗功率、更高输入阻抗和更低输入电流等优点而成为数字逻辑电路中最受青睬的组件结构。但N通道MOS(以下简称NMOS)主要导通的N信道载子的电子移动率远大于P通道MOS(以下简称PMOS)电洞的移动率，若掺杂浓度相同且闸极宽长比相同时，NMOS的操作速度远比PMOS快速；因此在高N-型掺杂浓度及高精准掺杂轮廓控制度的离子植入技术开发后，NMOS取代了PMOS。
如图1-1及图1-2所示，将一现有习知PMOS 103及一现有习知NMOS 101两者串接以组成现有习知互补型金属-氧化物-半导体场效晶体管(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，CMOSFET，以下简称CMOS)，其两者闸极相接做数字逻辑电路讯号输入端102、两者串接的汲极与源极联机做为讯号输出端104，并将两者各接上VDD高电位105及VSS低电位106的双态逻辑准位。当共同闸极输入高或低电压时，则两者其中一条通道处于导通，而另一通道呈关闭状态。亦即CMOS输出端将随NMOS和PMOS所接的高准位或低准位切换。理论上CMOS无静态功率消耗，但只有PMOS和NMOS切换在同时导通的瞬时瞬间，才产生动态的功率消耗。因此，1980年代后CMOS的发明，更成为数字逻辑电子产品更低耗能及快速运算的晶体管结构，贡献良多；但由于现有习知CMOS晶体管结构是由NMOS及PMOS串接组成，不论是由单井或双井结构所组成的CMOS，先天上串接连成一个pnpn的闸流体(Thyristor)寄生结构，并将产生闩锁(Latch-up)效应，使得CMOS电压控制功能有暂时性或永久失去的可能，甚或电流突增烧毁电路的缺点。
举一具N型井CMOS反相器结构的闩锁状态说明，如图2-1、2-2。图2-1为N-井CMOS芯片的横截面图，图2-2为其等效电路图。Q⊥为垂直向寄生的PNP双载子晶体管，是由PMOS晶体管的P+源极、N型井及P型基板形成。Q//为横向寄生的NPN双载子晶体管，是由NMOS晶体管的N+源极、P型基板及N型井形成。横向NPN的集极经由N型井连接垂直PNP的基极。垂直PNP的集极与横向NPN的基极由P型基板相连。可见P型基板兼具(NPN的)基极、(PNP的)集极和NPN基极至PNP集极的连接介质等三种功能；而N井亦兼具(PNP的)基极、(NPN的)集极和PNP基极至NPN集极的连接线等三种功能，如此的P基板和N井(如同基板功能)变成重复的集基极共享方式(载子同源)，构成闩锁主因(根除方法为彻底切割，将N井不要做在P基板上)。图中Rw为N井至PMOS的源极P+间的串连电阻，简称N井电阻，Rsub为P型基板至NMOS汲极N+间的串连电阻，简称基板电阻。今举例闩锁发生的某一时刻，其可能来自于电压的突波如电源开启、游离事件或某些其它瞬时，而产生足够大的电流流经NPN晶体管的集极(n井和pnp的基极共享，亦即又当npn集极兼当pnp的基极---可能重复作用的冲突)，造成流经井电阻Rw电流偏压PNP晶体管Q⊥的基射极。若此偏压足够迫使PNP晶体管的集极启动产生电流流动。则流经基板电阻Rsub的电流能再偏压NPN晶体管Q//的基射极，使得Q//放大更多电流并再流入井电阻Rw以扩大Q⊥偏压，循环吸造成正回馈电路的作用。除非电源移开；否则将不会关闭此闩锁效应。
现有***面上并排组成，无法达到提高集积度。第八项的3D CMOS是将一个MOS制成后的上方再制作一个MOS，中间隔一氧化物。此方法可成功克服闩锁效应，但乃需克服立体方块组件光罩对准的困难及在氧化物上方再做硅半导体结晶技术的问题。
使用低耗能优点CMOS除需克服先天闩锁效应外，随集成电路集积度提高后所伴随如何处理所增加高密度组件数目的切换速度问题，为一件更值得重视的事。
由此可见，上述现有的晶体管结构在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的同轴晶体管结构，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
有鉴于上述现有的晶体管结构存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的同轴晶体管结构，能够改进一般现有的晶体管结构，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的晶体管结构存在的缺陷，而提供一种新型结构的同轴晶体管结构，所要解决的技术问题是使其克服现有习知的CMOS闩锁效应，并提高集积度，非常适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种同轴晶体管结构，是一种同轴p通道金属-氧化物-半导体场效晶体管结构，为一n型基板或基板的n型井上制作加强型或空乏型同轴晶体管结构，其包括：一p掺杂圆环形汲极半导体区；及一p掺杂圆环形源极半导体区；及一在同一基板或井上且介于圆环形源极和汲极半导体区之间所形成圆环形通道区及此圆环形通道区上方且被一氧化物隔绝的圆环形多晶硅或导体闸极；及一连接源极并以自身基板或井当参考电位的基体；及一连接基体和圆环形源极的同轴外环形供电导体层；及一连接汲极(载子集中处)半导体的内轴心导体；或其它作为必要晶体管功用的圆环形组件等材料所组成，其特征为同轴p信道金氧半场效晶体管结构内各圆环形组件及圆环形各极，是以同轴结构型态组成，且其环形闸极的电压控制晶体管产生电流流动方向，为各半径方向地由圆周外环导体层往轴心导体的半径向汇集型式所组成的同轴晶体管者。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的同轴晶体管结构，其中所述的源极连接供电的轴心导体；且汲极连接同轴的外环导体并与基体连接做参考电位，该闸极的电压控制晶体管产生电流流动方向，为各半径方向地由轴心导体均匀发散流出至圆周外环导体层的半径向发散型式所组成的同轴晶体管者。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种同轴晶体管结构，是一种同轴n通道金属-氧化物-半导体场效晶体管结构，为一p型基板或基板的p型井上制作加强型或空乏型同轴晶体管结构，其包括：一n掺杂圆环形汲极半导体区；及一n掺杂圆环形源极半导体区；及一在同一基板或井上且介于圆环形源极和汲极半导体区之间所形成圆环形通道区及此圆环形通道区上方且被一氧化物隔绝的圆环形多晶硅或导体闸极；及一连接源极并以自身基板或井当参考电位的基体；及一连接基体和圆环形源极的同轴外环形供电导体层；及一连接汲极(载子集中处)半导体的内轴心导体；或其它作为必要晶体管功用的圆环形组件等材料所组成，其特征为同轴n信道金氧半场效晶体管结构内各圆环形组件及圆环形各极，是以同轴结构型态组成，且其环形闸极的电压控制晶体管产生电流流动方向，为各半径方向地由轴心导体均匀发散流出至圆周外环导体层的半径向发散型式所组成的同轴晶体管者。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的同轴晶体管结构，其中所述的源极连接供电的轴心导体；且汲极连接同轴的外环导体并与基体连接做参考电位，该闸极的电压控制晶体管产生电流流动方向，为各半径方向地由圆周外环导体层往轴心导体的半径向汇集型式所组成的同轴晶体管。
本发明的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种同轴晶体管结构，是一种同轴互补型金属氧化物半导体场效晶体管结构(Coaxial Complementary Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor，CCMOSFET)，其是由一个同轴P通道金氧半场效晶体管及一个同轴N通道金氧半场效晶体管等两者上下颠倒接合而成，其特征是以两轴心导体上下串接且闸极共享，各上下半导体组件是完全互补对称且各金氧半场效晶体管自身是以轴心同轴共构的型态组合结构者。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的同轴晶体管结构，是一种同轴互补型金氧半场效晶体管反相器结构，其包括一共享闸极是做为反相器的输入控制端；及一轴心串接连线做为反相器的上输出端及下输出端，其特征是当反相器的输入控制端输入低电压准位时，共同闸极的低电压感应P信道接通电流，其源极的正电洞载子源高电压供电半径向汇集电流至轴心串接电导体以输出高电压准位；当反相器的输入控制端输入高电压准位时，共同闸极的高电压感应N信道接通电流，其源极的电子载子源负电压供电半径向汇集电子流至轴心串接电导体以输出低电压准位者。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明的主要技术内容如下：
本发明首先将现有习知PMOS制成同轴化结构PMOS(简称CPMOS)的方法、及现有习知NMOS制成同轴化结构NMOS(简称CNMOS)的方法及再将两者上下颠倒接合而成完全对称的互补型同轴金属氧化物半导体场效应晶体管结构等方法来彻底解决闩锁效应，并可提高集积度及反应速度的目的。全对称的同轴互补型金属氧化物半导体场效晶体管简称为同轴互补型金氧半场效晶体管(Coaxial Complementary Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor，以下简称CCMOSFET或CCMOS)，本发明的CCMOS将两轴心导体上下串接且闸极共享，各上下半导体组件是兼具自身同轴对称且上下互补对称的完全互补对称结构。则其上下互补重迭堆栈如同现有习知堆栈式3D CMOS可提高集积度，且达到完全防止闩锁效应并提升逻辑开关反应速度的目的。详述如下：
一、p通道金属氧化物半导体场效晶体管结构同轴化方法。如图3-1所示，此为一n型基板301或基板的n型井上制作同轴p通道加强型金氧半场效晶体管的举例说明，同轴晶体管结构内容包括一p掺杂圆环形汲极半导体区302、一p掺杂圆环形源极半导体区303及一在同一基板或井上且介于圆环形源极和汲极半导体区之间所形成圆环形通道区304及此圆环形通道区304上方且被一氧化物305隔绝的圆环形多晶硅或导体闸极306、一连接源极并以自身基板或井当参考电位的基体307、一连接基体307和圆环形源极的同轴外环形供电导体层308、一连接汲极(载子集中处)半导体的内轴心导体309等组件所组成，此同轴p通道金氧半场效应晶体管结构内各圆环形组件及圆环形各极，是以同轴结构型态组成，且环形闸极306的电压，其控制晶体管产生电流流动的方向，为各半径方向地由圆周外环导体层308往轴心导体309的半径向内汇集型式所组成的同轴晶体管者。如图4-2电流汇集至轴心导体图所示(其流出或流入是视源极做为内部或外部位置视使用需要来决定；可如同现有习知PMOS原设定为上拉式输出入可变化的安排)，异于现有习知源极至汲极电流流动，如图4-1所示者。本发明利用本人已申请发明专利『申请发明专利案号：095146963号』的专利名称：『折射率分布在半径上的同轴光导光纤及其同轴半导体光源与检光器共构的同轴光导***』中的同轴半导体结构原理，将现有习知PMOS制成同轴化结构的CPMOS。由于轴心对称的结构所提供均匀内建电场下的直接驱动电流(Drift Current)等距环向汇集快速流动；避免扩散电流的影响，提高反应速度并可减少噪声。因在同轴供电两电极提供电压形成电场的驱动下，电洞或电子走最近距离方向移动，也正好为各半径的电场极化方向，亦即在其形成最大径向电场作用中，载子依最大径向电场推动方向移动可快汇集或发散最高电流。
二、n通道金属氧化物半导体场效晶体管结构同轴化方法。如图3-2所示，此为一p型基板311或基板的p型井上制作n通道加强型金氧半场效应晶体管的举例说明，同轴晶体管结构内容包括一N掺杂圆环形汲极半导体区312、一N掺杂圆环形源极半导体区313及一在同一基板或井上且介于圆环形源极313和汲极半导体区312之间所形成圆环形通道区314及此圆环形通道区314上方且被一氧化物315隔绝的圆环形多晶硅或导体闸极316、一连接源极并以自身基板或井当参考电位的基体317、一连接基体317和圆环形源极的同轴外环形供电导体层318、一连接汲极(载子集中处)半导体的内轴心导体319等各组件所组成，其同轴n通道金氧半场效晶体管结构内各圆环形组件及圆环形各极，是以同轴结构型态组成，且其环形闸极316的电压，其控制晶体管产生电流流动方向，为各半径外向地由轴心导体319均匀发散流出至圆周外环导体层318的半径向外发散型式所组成的同轴晶体管。如图4-3所示为电流从轴心均匀往外发散(其流出或流入是视源极做为内部或外部位置视使用需要来决定；可如同现有习知NMOS原设定为下拉式输出入可变化的安排)，异于现有习知源极至汲极电流流动，如图4-1所示者。本发明利用本人已申请发明专利『申请发明专利案号：095146963号』的专利名称：『折射率分布在半径上的同轴光导光纤及其同轴半导体光源与检光器共构的同轴光导***』中的同轴半导体结构原理，将现有习知NMOS制成同轴化结构的CNMOS。由于轴心对称的结构所提供均匀内建电场下的直接驱动电流(Drift Current)等距环向汇集快速流动；避免扩散电流的影响，提高反应速度并可减少噪声。因在同轴供电两电极提供电压形成电场的驱动下，电子载子走最近距离方向移动，也正好为各半径的电场极化方向，亦即在其形成最大径向电场作用中，载子依最大径向电场推动方向移动可快速发散或汇集最高电流。
三、上下颠倒接合且完全对称互补型金氧半场效晶体管结构同轴化的方法。如图5所示，此CCMOS为一个由图3-1的CPMOS颠倒在上及一个由图3-2的CNMOS在下接合而成。两轴心导体309及319上下串接后的联机可构成上输出端501及下输出端502。其闸极共享构成一电压输入控制端503、504为VDD高电位，505为VSS低电位。本发明的CCMOS将两轴心导体上下串接且闸极共享，各上下半导体组件不但兼具自身同轴对称且上下完全互补对称结构可以由图6表示。由于上面的CPMOS的pnp电晶与下面一个CNMOS的npn晶体管各组件已摆脱共享互接且彻底分割，可完全解决闩锁效应的发生。异于现有习知并排组成的CMOS结构；本发明为上下重迭组成而提高集积度。且本发明同轴化晶体管结构内pn接面形成内建电场(Built-In Potential)为同轴对称均匀分布的内建电场，载子流动为环向半径向内汇集或向外发散的半径向等距离流动方式，可获得更高反应速度并降低噪声。
借由上述技术方案，本发明同轴晶体管结构至少具有下列优点及有益效果：本发明将现有习知PMOS制成同轴化结构CPMOS的方法、及现有习知NMOS制成同轴化结构CNMOS的方法及再将两者上下颠倒接合而成完全对称的互补型同轴金属氧化物半导体场效晶体管CCMOS结构等方法可彻底解决闩锁效应，并可提高集积度及反应速度的目的。以如此同轴结构化的各种金氧半场效晶体管，同样实现晶体管成为“调动电阻者；移动或转移电阻者”的“调整内建电阻，极大化使电流阻断成为断路(off)或极小化使电流畅通(on)”目的。其电流等距汇集和发散动作，如同花开花谢最省力且符合自然原理所形成积体数字逻辑电子技术，这将使数字集成电路的应用更加完美。
综上所述，本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品结构或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的晶体管结构具有增进的突出功效，从而更加适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1A为现有习知CMOS互补型金氧半场效晶体管集成电路反相器单元顶视结构示意图。
图1B为对照图1A现有习知CMOS互补型金氧半场效晶体管集成电路单元结构横截面示意图。
图2A为现有习知CMOS反相器中产生闩锁现象的芯片横截面示意图。
图2B为现有习知CMOS反相器中产生闩锁现象的等效电路示意图。
图3A为同轴p通道金属氧化物半导体场效晶体管结构立体剖面示意图。
图3B为同轴n通道金属氧化物半导体场效晶体管结构组合剖面示意图。
图4A为现有习知顶视源极至汲极电流流动示意图。
图4B为电流汇集至轴心导体示意图。
图4C为为电流从轴心均匀往外发散示意图。
图5为同轴互补型金氧半场效应晶体管结构剖面示意图。
图6为同轴化完全对称互补型金氧半场效晶体管横截面结构示意图。
图7为同轴互补金氧半场效晶体管组成的反相器实施例图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的同轴晶体管结构其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。为了方便说明，在以下的实施例中，相同的元件以相同的编号表示。
实施例
CCMOSFET同轴互补金氧半场效晶体管组成的反相器。
请参阅图7所示，是同轴互补金氧半场效晶体管组成的反相器集成电路，此各反相器是为一个由图3-1的CPMOS颠倒在上及一个由图3-2的CNMOS在下接合而成CCMOS的结构以实现反相电路作用。两轴心导体309、319上下串接后的联机可构成上输出端701及下输出端702。其闸极共享构成一电压输入控制端703。每一个CCMOS是将两轴心导体309、319上下串接且闸极共享，各上下半导体组件不但兼具自身同轴对称且上下完全互补对称而构成的同轴反相器。各反相器间以隔离层706隔离。当各反相器的输入控制端703输入低电压准位时，共同闸极的低电压感应其上CPMOS的P通道接通电流，其源极704的正电洞载子源以高电压VDD供电，半径向汇集电流至轴心串接电导体，以输出高电压准位至轴心导体上输出端701及下输出端702。亦即原为低电压或低准位可上拉输出高电压或成高准位；当反相器的输入控制端703输入高电压准位时，共同闸极的高电压感应其下CNMOS的N通道接通电流，其源极705VSS的电子载子源负电压供电，半径向汇集电子流至轴心串接电导体上输出端701及下输出端702，输出低电压准位。亦即原为高电压或高准位可下拉输出低电压或成为低准位。此源极VSS低电压若接地，则VSS视为接地电压。若为逻辑双电压准位，则为负电位。如此则实现反相电路作用，其集成电路组成的结构因同轴化且上下重迭堆栈式的型式，提高集积度。又因同轴化晶体管内均匀电场快速驱动电流其汇集与发散的自然力作用可更节省所消耗功率。
以上本发明实施例阐述各种细节所引用各参考编号的组件，皆可视为相同或功能上类似的组件，且意欲以极简化的图解方式来图说实例所表示的主要实施特点；因此，此图示并非意欲描绘出实际实施例的所有特点，亦并非意欲描绘所绘组件的相对尺寸及数量，故所示之图并非按比例绘成，其是按本发明的同轴化晶体管结构的基本精神所绘成。
以上所举例并图标显示本发明的同轴晶体管所制成的同轴金氧半场效晶体管及同轴互补型金氧半场效晶体管的反相器装置，仅作为代表本发明同轴晶体管主要精神的同轴共构的主张，以说明其它可据以等效发挥同轴共构的晶体管功能及据以应用的各种样态。
实例上所谈，本同轴晶体管所组成的各种金氧半场效晶体管及反相器装置，不但拥有高集积度、高反应速度及完全免除闩锁效应，可用来表现在各种积体数字逻辑电路应用场合及各种高速且大量信息储存的内存结构，如同轴化的SRAM、同轴化的DRAM、同轴化的ROM..等同轴化的各种内存。甚或同轴双异质接面双极性晶体管(Coaxial Double HeterojunctionBipolar Transistor，DHBT)。则此各同轴化晶体管的产品皆可以较低成本量产，且可以达到同轴化省电结构达到节省能源的目的。
应可了解，上述每一组件的功能及其同轴使用电流通断功能、或两个或多个组件的功能及其同轴化上下堆栈量产，皆可单独或共同有效应用在不同于上述类型的其它类型的同轴共构晶体管逻辑运算***及制程***中，而达到有益人类的综效价值。
尽管本文是以同轴金氧半场效晶体管及其组成互补型金氧半场效晶体管和反相器结构图解说明并阐述本发明的同轴晶体管结构；但此并非意欲仅将本发明局限于此等图示细节，因为在以不脱离本发明精神的任何方式的前提下，可对本发明实施各种修改及结构的改变。
无需再分析以上说明所全面披露本发明的要旨，其已可以使人们能够应用现有知识在合并根据先前技术观点，以合理构成本发明的一般或具体样态的基本特征的前提下，可轻易地将本发明修改用于各种应用或改用其它材料应用于本发明，且因此，此等修改应该且已意欲包含在随附申请专利范围的等效意义及范围内。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种同轴晶体管结构，是一种同轴p通道金属-氧化物-半导体场效应晶体管结构，为一n型基板(301)或基板的n型井上制作加强型或空乏型同轴晶体管结构，其特征在于其包括：
一p掺杂圆环形汲极半导体区(302)；及
一p掺杂圆环形源极半导体区(303)；及
一在同一基板或井上且介于圆环形源极和汲极半导体区之间所形成圆环形通道区(304)及此圆环形通道区(304)上方且被一氧化层(305)隔绝的圆环形多晶硅或导体闸极(306)；及
一连接所述p掺杂圆环形源极半导体区(303)并以自身基板或井当参考电位的基体(307)；及
一连接基体(307)和圆环形源极的同轴外环形供电导体层(308)；及
一连接所述p掺杂圆环形汲极半导体区(302)的内轴心导体(309)；
其特征为同轴p信道金属氧化物半导体场效应晶体管结构内的p掺杂圆环形汲极半导体区(302)、p掺杂圆环形源极半导体区(303)、圆环形通道区(304)、基体(307)、同轴外环形供电导体层(308)、以及内轴心导体(309)，是以同轴结构型态组成，同轴晶体管者。
2.一种同轴p通道金属-氧化物-半导体场效应晶体管结构，为一n型基板或基板之n型井上制作加强型或空乏型同轴晶体管结构，内容包括：
一p掺杂圆环形汲极半导体区；及
一p掺杂圆环形源极半导体区；及
一在同一基板或井上且介于圆环形源极和汲极半导体区之间所形成圆环形通道区及此圆环形通道区上方且被一氧化层隔绝的圆环形多晶硅或导体闸极；及
一连接所述p掺杂圆环形汲极半导体区并以自身基板或井当参考电位之基体；及
一连接基体和圆环形汲极的同轴外环形供电导体层；及
一连接所述p掺杂圆环形源极半导体区之内轴心导体；其特征为同轴p信道金属氧化物半导体场效应晶体管结构内的p掺杂圆环形汲极半导体区、p掺杂圆环形源极半导体区、圆环形通道区、基体、同轴外环形供电导体层、以及内轴心导体，系以同轴结构型态组成的同轴晶体管者。
3.一种同轴晶体管结构，是一种同轴n通道金属-氧化物-半导体场效应晶体管结构，为一p型基板(311)或基板的p型井上制作加强型或空乏型同轴晶体管结构，其特征在于其包括：
一n掺杂圆环形汲极半导体区(312)；及
一n掺杂圆环形源极半导体区(313)；及
一在同一基板或井上且介于圆环形源极(313)和汲极半导体区(312)之间所形成圆环形通道区(314)及此圆环形通道区(314)上方且被一氧化层(315)隔绝的圆环形多晶硅或导体闸极(316)；及
一连接所述n掺杂圆环形源极半导体区(313)并以自身基板或井当参考电位的基体(317)；及
一连接基体(317)和圆环形源极的同轴外环形供电导体层(318)；及
一连接所述n掺杂圆环形汲极半导体区(312)的内轴心导体(319)；
其特征为同轴n信道金属氧化物半导体场效应晶体管结构内的n掺杂圆环形汲极半导体区(312)、n掺杂圆环形源极半导体区(313)、圆环形通道区(314)、基体(317)、同轴外环形供电导体层(318)、以及内轴心导体(319)，是以同轴结构型态组成，的同轴晶体管者。
4.一种同轴n通道金属-氧化物-半导体场效应晶体管结构，为一p型基板或基板之p型井上制作加强型或空乏型同轴晶体管结构，内容包括：
一n掺杂圆环形汲极半导体区；及
一n掺杂圆环形源极半导体区；及
一在同一基板或井上且介于圆环形源极和汲极半导体区之间所形成圆环形通道区及此圆环形通道区上方且被一氧化层隔绝的圆环形多晶硅或导体闸极；及
一连接所述n掺杂圆环形汲极半导体区并以自身基板或井当参考电位之基体；及
一连接基体和圆环形汲极的同轴外环形供电导体层；及
一连接所述n掺杂圆环形源极半导体区之内轴心导体；其特征为同轴n信道金属氧化物半导体场效应晶体管结构内的n掺杂圆环形汲极半导体区、n掺杂圆环形源极半导体区、圆环形通道区、基体、同轴外环形供电导体层、以及内轴心导体，系以同轴结构型态组成的同轴晶体管者
5.一种同轴晶体管结构，是一种同轴互补型金属氧化物半导体场效应晶体管结构，是由一个如权利要求1所述的同轴P通道金属氧化物半导体场效应晶体管及一个如权利要求3所述的同轴N通道金属氧化物半导体场效应晶体管两者上下颠倒接合而成，其特征是以两轴心导体(309)、(319)上下串接且闸极共享，各上下半导体组件是完全互补对称且各金属氧化物半导体场效应晶体管自身是以轴心同轴共构的型态组合结构者。
6.根据权利要求5所述的同轴晶体管结构，是一种同轴互补型金属氧化物半导体场效应晶体管反相器结构，其特征在于其包括：
一共享闸极是做为反相器的输入控制端(703)；及
一轴心串接连线做为反相器的上输出端(701)及下输出端(702)，其特征是当反相器的输入控制端(703)输入低电压准位时，共同闸极的低电压感应P信道接通电流，其源极(704)的正电洞载子源提供高电压，汇集电流径向流至轴心串接电导体以输出高电压准位；当反相器的输入控制端(703)输入高电压准位时，共同闸极的高电压感应N信道接通电流，其源极(705)的电子载子源提供低电压，径向汇集电子流至轴心串接电导体以输出低电压准位。
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