Brevet FR2646289A1 — publié le 19901026

La présente invention se rapporte à un perfectionnement à un transistor à effet de champ (MOSFET) du type à appauvrissement et en particulier à un inverseur du type à enrichissement/appauvrissement comprenant le transistor à effet de champ ou FET indiqué ci-dessus et un FET du type à enrichissement et un circuit intégré semiconducteur, o ces FET ou inverseurs sont intégrés sur un substrat. L'augmentation de la vitesse et l'augmentation du degré d'intégration d'un circuit intégré utilisant des MOSFET a progressé, cela étant accompagné de la diminution de la taille. Par exemple contrairement au fait que dans une mémoire à accès aléatoire "1M D-RAM", la plus petite longueur de canal est d'environ 1,3 pim, il est possible de réaliser un MOSFET ayant une longueur de canal d'environ 0,1.m. Bien que la vitesse de commutation d'un circuit logique semiconducteur augmente en même temps que la diminution de la taille, on peut dire que sa vitesse de travail est généralement plus lente que celle d'un circuit intégré logique utilisant des transistors bipolaires. Cependant, la vitesse de commutation du MOSFET augmente du fait de l'augmentation de la mobilité et de la vitesse de saturation, si la température de travail est diminuée de la température ambiante (27 C) à la température de l'azote liquide (-196 C). Par ailleurs, on sait que la constante de temps RC dans le câblage est diminuée par la diminution de la résistance du câblage donc la vitesse de travail du circuit intégré utilisant des MOSFET peut être aussi élevée que la vitesse de travail du circuit intégré utilisant des transistors bipolaires. On sait également que, comme la consommation de courant électrique par porte pour un circuit MOSFET est plus petite que celle pour un circuit intégré à transistors bipolaires, le degré d'intégration par pastille est plus important que celui du circuit intégré à transistors bipolaires. Ainsi, il est possible de réaliser un circuit intégré à grande échelle et à haute intégration en attaquant le circuit intégré MOSFET à la température de l'azote liquide. Même si un transistor bipolaire est attaqué à la température de l'azote liquide, sa vitesse de commutation n'est pas accrue à cause du gel de la couche de base. Jusqu'à maintenant, la tension de source pour le MOSFET était déterminée à 5V, afin de maintenir l'interchangeabilité avec la logique transistor- transistor. Cependant, si la tension de source est maintenue à 5 V, pour un MOSFET ayant une longueur de canal de moins de lm, la force du champ électrique dans l'élément augmente. Ainsi, il est devenu de plus en plus difficile d'assurer une fonction normale et une bonne fiabilité d'un MOSFET à cause de la détérioration des porteurs chauds et de la rupture du drain. En conséquence, pour un MOSFET ayant une longueur de canal plus petite que i ym, on ne peut éviter de diminuer la tension de source pour le circuit intégré. Par exemple, dans le cas d'une longueur de canal de 0, 5 Fm, on estime qu'elle est d'environ 3,3 V dans le cas d'une longueur de canal de 0,1)m, elle est estimée de l'ordre de 1 à 1,5V. Par conséquent, on peut s'attendre à un fonctionnement de MOSFET précis ayant une longueur de canal plus petite que 1 pm à la température de l'azote liquide de -196 C en tant que circuit intégré haute vitesse haute densité ayant à la fois une vitesse aussi élevée que celle du circuit intégré utilisant des transistors bipolaires et haute densité d'intégration du circuit intégré à MOSFET. Jusqu'à maintenant, on considérait que par exemple, un circuit logique de Josephson fonctionnant à la température de l'hélium liquide (-268,8 C) permettait de réaliser un circuit logique intégré rapide. Cependant, comme un élément logique de Josephson utilisant le phénomène de supraconduction ne fonctionne qu'à proximité de -268,80C et qu'elle ne peut fonctionner à température ambiante, son fonctionnement ne peut être vérifié à température ambiante. Par exemple, dans le cas de la construction d'un ordinateur de grande échelle, il n'est pas possible de changer rapidement des pastilles ou plaques défectueuses et dans le cas de la construction d'un système, il faut beaucoup de temps et de travail. Par conséquent, il est pratiquement impossible de construire un système à grande échelle. En conséquence, dans un système dans lequel on tente d'obtenir une haute performance par une basse température de fonctionnement, il est nécessaire que le dispositif ou système puisse être attaqué à la fois à température ambiante et à basse température, bien que sa vitesse soit faible à température ambiante. Un circuit intégré à MOSFET de l'art antérieur attaqué à la température de l'azote liquide est construit par un circuit logique du type complémentaire (CMOS) composé de circuits CMOS, parce que leur tension de seuil ne varie pas de manière significative entre la température ambiante et -196 C. Cependant, comme un circuit logique de structure enrichissement/appauvris- sement (que l'on appelera ci-après structure E/D) peut être construit uniquement avec des MOSFET à canaux du type n, le processus de fabrication est plus facile que pour un circuit logique CMOS, pour lequel il faut intégrer des MOSFET à canaux du type p et des MOSFET à canaux du type n sur un même substrat. Par ailleurs, comme un circuit NON-ET ou NON- OU ayant n entrées est construit par 2n MOSFET par la structure CMOS, contrairement au fait qu'il est construit par (n+1) MOSFET par la structure E/D, dans le cas o un même circuit logique est construit, la structure E/D présente l'avantage qu'elle peut être construite avec moins de MOSFET que la structure CMOS. En conséquence, si un circuit logique de structure E/D peut être construit à une si petite taille que sa longueur de canal est plus petite que 0,5 unm et être attaquée de manière stable à la fois à température ambiante et à la température de l'azote liquide, on peut réaliser, par un procédé relativement simple, comme on l'a décrit précédemment, un circuit intégré ultra rapide et à ultra haute densité ayant à la fois la haute vitesse du transistor bipolaire et la haute densité d'intégration du MOSFET. Cependant, un circuit logique MOSFET ayant une structure logique E/D de l'art antérieur pose les problèmes suivants et ne peut présenter les caractéristiques décrites ci-dessus. La figure 7A montre un exemple du circuit inverseur de structure E/D de l'art antérieur, o le chiffre de référence 1 est une borne d'entrée; 2 est une borne de sortie; 3 est une borne de source; 4 est un MOSFET à canal n du type à appauvrissement; 5 est un MOSFET à canal n du type à enrichissement; et 6 est la masse. Comme un circuit intégré logique ou un circuit intégré à mémoire est construit par une modification d'un inverseur, il est construit par deux MOSFET, qui sont le MOSFET 5 à canal n du type à enrichissement et le MOSFET 4 à canal n du type à appauvrissement. L'inverseur tel que décrit ci-dessus est l'unité de base du circuit intégré. Comme, en général, dans Si, la mobilité des électrons est plus importante que la mobilité des trous, les MOSFET à canal n, par lesquels un fonctionnement rapide est possible sont utilisés. Dans l'explication qui suit, le cas o les MOSFET à canal n sont utilisés sera pris comme exemple. La figure 7 démontre un exemple des caractéristique de sortie de l'inverseur. Dans le fonctionnement du circuit inverseur indiqué à la figure 7A, quand la tension d'entrée Ven appliquée à la borne d'entrée 1 est suffisamment plus faible que VINV, une tension, qui est à peu près égale à la tension de source VDD appliquée à la borne de source 3, est produite à la borne de sortie 2. Lorsqu'une tension, qui est à peu près égale à la tension de source VDD, est appliquée en tant que tension d'entrée Ven, la tension de sortie Vsor est à un niveau qui est presqu' égal à zéro. Dans la pratique, le niveau n'est pas à zéro mais une légère tension VBAS est produite. Usuellement, -la tension VBAS est d'environ 1/10 de la tension de source VDD. DD' En ce qui concerne les caractéristiques SE et SD du MOSFET à canal n du type à enrichissement et du MOSFET à canal n du type à appauvrissement, comme cela est indiqué sur la figure 8, la tension de porte pour laquelle le courant de drain ID commence à s'écouler, quand la tension de porte VG est appliquée, c'est-à-dire la tension de seuil Vth, est positive (Vth E) pour le type à enrichissement et négative (Vth D) pour le type à appauvrissement. Afin de réaliser le fonctionnement d'inverseur comme indiqué à la figure 7B, les tensions de seuil Vth E et Vth D du MOSFET du type à enrichissement et du type à appauvrissement constituant l'inverseur sont conçues de manière à être d'environ 0,2 VDD et - 0,6 VDD, respectivement. La figure 9 est une vue en coupe transversale d'un exemple du MOSFET de structure E/D indiqué à la figure 7A, qui est fabriqué par la méthode d'isolement connue LOCOS. Sur la figure, le chiffre de référence 7 est un substrat en Si de conductivité du type p; 8 est un film d'oxyde de champ; 9 est une région dopée p+ (stoppeur de canal); 10 est une région dopée n+ (agissant comme la région de source S du MOSFET du type à enrichissement); 11 est une autre région dopée n+ (agissant comme la région de drain D du MOSFET du type à enrichissement et la région de source S du MOSFET du type à appauvrissement formée dans une même région); 12 est une autre région dopée n+ (agissant comme la région de drain D du MOSFET du type à appauvrissement); 13 est un film d'isolement de porte pour le MOSFET du type à enrichissement; 14 est une électrode de porte pour le MOSFET du type à enrichissement; 15 est une région dopée de canal du MOSFET du type à enrichissement dopé d'impuretés de la même conductivité que le Si de conductivité du type p; 16 et-17 sont un film d'oxyde de porte et une électrode de porte pour le MOSFET du type à appauvrissement, respecti- vement; 18 et 18' sont des régions dopées de canal du MOSFET du type à appauvrissement dopé d'impuretés d'un type de conductivité opposé à Si de conductivité du type p; 19 est un film de PSG (film isolant); 20 est une électrode électriquement connectée à la porte 16 pour le MOSFET du type à appauvrissement; 21 est un câblage en Al métallique (ligne de masse); 22 est un câblage en Al métallique (ligne de source); 23 représente la longueur de canal du MOSFET du type à enrichissement; et 24 représente la longueur de canal du MOSFET du type à appauvrissement. Les électrodes de porte 14 et 17 sont faites en silicium polycristallin n+. Des ions d'impuretés comme B, etc..., ayant le même type de conductivité que le substrat 7 en Si de conductivité du type p sont implantés dans la région dopée de canal 15 Juste en dessous du film d'oxyde de porte 13 pour le MOSFET du type à enrichissement, pour ajuster la tension de seuil Vth E afin qu'elle soit à peu près de 0,2 VDD par rapport à la tension de source VDD. Des ions P ou As, qui sont des impuretés ayant une conductivité du type opposé au substrat 7 en Si de conductivité du type p sont implantés dans la région dopée de canal 18 Juste en dessous du film d'oxyde de porte 16 pour le MOSFET du type à appauvrissement pour aJuster sa tension de seuil Vth D afin qu'elle soit à peu près de -0,6 VDD relativement à la tension de source VDD. L'électrode 20 électriquement connectée à l'électrode de porte 17 du MOSFET du type à appauvrissement s'étend dans un plan perpendiculaire à la feuille. L'électrode 20 est faite du même matériau que l'électrode de porte pour le MOSFET du type à appauvrissement, c'est-à-dire Si polycristallin n+. La source du MOSFET du type à appauvrissement et le drain du MOSFET du type à enrichissement sont connectés à la région n 11 par l'électrode électriquement connectée à l'électrode de porte 17 pour le MOSFET du type à appauvrissement. L'électrode 20 sert de borne de sortie 2 du circuit inverseur indiqué à la figure 7A. Comme le MOSFET du type à enrichissement forme une couche inversée du type n dans la portion de surface du substrat en Si en fléchissant électriquement la bande interdite dans la portion de surface du substrat en Si de conductivité du type p par la tension appliquée à l'électrode de porte, aussi bien à la température ambiante qu'à la température de l'azote liquide, il accomplit un fonctionnement du type à enrichissement, E c'est-à-dire que sa tension de seuil VthE reste positive. Cependant, bien que le MOSFET du type à appauvrissement dans lequel des ions P ou As, qui sont des impuretés ayant une conductivité du type opposé au substrat 7 en Si de conductivité du type p, sont implantés pour former intentionnellement le canal 18' du type n Juste en dessous du film d'oxyde de porte 16, accomplisse l'opération d'appauvrissement à la température ambiante, à la température de l'azote liquide, comme As ou P implanté en tant qu'impuretés de conductivité du type opposé est gelé et non ionisé, dans le cas o aucune tension de porte n'est appliquée, il ne se forme pas de couche de canal n Juste en dessous du film d'oxyde de porte 16 et, par conséquent, il n'accomplit pas l'opération d'appauvrissement. En effet, le MOSFET qui peut accomplir l'opération d'appauvrissement grâce aux impuretés implantées d'une conductivité du type opposé accomplit l'opération d'enrichissement à la température de l'azote liquide. En conséquence, un problème était posé par le fait que bien que l'inverseur de l'art antérieur de structure E/D utilisant les MOSFET du type à appauvrissement comprenant la portion de canal 18' dopée d'impuretés d'une conductivité opposée accomplisse un fonctionnement normal à température ambiante, il ne peut accomplir un fonctionnement normal à la température de l'azote liquide. Le circuit logique MQSFET de structure E/D est caractérisé en ce que le procédé de fabrication est plus facile et que le nombre de MOSFET lors de la construction d'un même circuit logique est plus petit par rapport au circuit logique de structure CMOS. La vitesse de fonctionnement des circuits logiques reste presqu'égale pour la structure E/D et pour la structure CMOS et il est possible également, par conséquent, d'augmenter la vitesse de travail par le fonctionnement à la température de l'azote liquide. Cependant, comme on l'a précédemment décrit, l'inverseur de structure E/D utilisant des MOSFET à appauvrissement o le canal est dopé d'impuretés d'une conductivité du type opposé au type de conductivité du substrat semiconducteur utilisé, présente un inconvénient par le fait qu'il ne peut accomplir l'opération d'appauvrissement à basse température à cause des impuretés qui sont gelées à ce moment. ' La présente invention a pour objet de produire un MOSFET pouvant accomplir un fonctionnement d'appauvrissement sans doper la portion de canal d'impuretés d'un type de conductivité opposé à celui du substrat semiconducteur utilisé ainsi qu'à un procédé pour construire un inverseur de structure E/D l'utilisant. Un MOSFET selon la présente invention est caractérisé en ce que la portion de surface d'un corps semiconducteur Juste en dessous d'un film isolant, o est disposée l'électrode de porte, n'est pas dopée d'impuretés d'un type de conductivité opposé au type de conductivité du substrat.semiconducteur et dans le cas o le type de conductivité du substrat semiconducteur est p, la fonction de travail de l'électrode de porte est plus faible que celle du substrat et dans le cas o-le type de conductivité du substrat est n, la fonction de travail de l'électrode de porte est plus importante que celle du substrat. Si un MOSFET est construit comme décrit ci-dessus, la bande interdite pour la portion de surface du substrat est courbée vers le c8té négatif par la différence de fonction de travail dans un diagramme de bandes d'énergie utilisant l'énergie des électrons. Par conséquent, bien que la portion de surface ne soit pas dopée d'impuretés d'un type de conductivité opposé à celui du substrat, une couche inversée du type n est formée dans la portion de surface du substrat. Comme la fonction de travail ne varie presque pas, selon la température, la couche inversée du type n est formée dans la portion de surface du substrat aussi bien à température ambiante qu'à la température de l'azote liquide. En conséquence, le MOSFET construit comme décrit ci-dessus permet de réaliser l'opération d'appauvrissement à la fois à température ambiante et à. basse température. Par ailleurs, lorsque l'on construit un inverseur E/D, en utilisant un MOSFET du type à appauvrissement construit comme décrit ci-dessus et un MOSFET du type à enrichissement de l'art antérieur, il peut accomplir l'opération d'inverseur à la fois à température ambiante et à la température de l'azote liquide. En particulier, à basse température, il est possible de réaliser un circuit logique ayant une haute vitesse de commutation grâce à l'augmentation de la mobilité ou de la vitesse de saturation. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparattront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - - la figure 1 est une vué en coupe transversale d'un mode de réalisation du MOSFET du type à appauvrissement, o la portion de canal n'est pas dopée d'impuretés d'un type de conductivité opposé à celui du substrat selon la présente invention; - la figure 2 est un graphique montrant un exemple des mesures de la courbe haute fréquence C-V pour le MOSFET du type à appauvrissement selon la présente invention; - la figure 3 est un diagramme montrant la relation entre la concentration des impuretés dans le substrat, pour laquelle la tension de seuil est négative, et l'épaisseur du film d'oxyde de porte dans le mode de réalisation indiqué à la figure 1; - la figure 4 est une vue en coupe transversale de l'inverseur à MOSFET à canal n de structure E/D pour le MOSFET du type à appauvrissement dont le canal n'est pas dopé d'impuretés d'un type de conductivité opposée à celui du substrat; - - la figure 5A est un schéma de circuit de l'inverseur E/D selon la présente invention; - la figure 5B est un graphique montrant un exemple des caractéristiques d'entrée/sortie de l'inverseur E/D indiqué à la figure 5A, pour une longueur de canal de 0,5 pm; - la figure 6A est un schéma de circuit de l'inverseur E/D selon la présente invention; - la figure 6B est un graphique montrant un exemple des caractéristiques d'entrée/sortie de l'inverseur E/D indiqué à la figure 6A, pour une longueur de canal de O,lpm; - la figure 7A est un schéma de circuit d'un circuit inverseur à MOSFET selon l'art antérieur de structure E/D; - la figure 7B est un graphique montrant un exemple des caractéristiques d'entrée/sortie de l'inverseur à MOSFET de l'art antérieur de structure E/D indiqué à la figure 7A; - la figure 8 est un graphique montrant un exemple des courbes du courant de drain (ID) en fonction de la tension de porte (VG) d'un MOSFET à canal n du type à appauvrissement de l'art antérieur et du type à enrichissement de l'art antérieur; et - la figure 9 est une vue en coupe transversale d'un inverseur à MOSFET à canal n de l'art antérieur de structure E/D, pour le MOSFET du type à appauvrissement dont le canal est dopé d'impuretés du type de conductivité opposé à celui du substrat. La présente invention sera expliquée ci-dessous en se référant au mode de réalisation indiqué sur les dessins. La figure 1 est une vue en coupe transversale d'un mode de réalisation du MOSFET du type à appauvrissement, o la portion de canal n'est pas dopée d'impuretés d'un type de conductivité opposé à celui du substrat selon la présente invention. Sur la figure 1, les mêmes chiffres de référence que ceux utilisés pour la figure 7A représentent des pièces identiques ou similaires et 25 est une région dopée n+ (la région de source S du MOSFET du type à appauvrissement). La portion de canal de surface 18' du substrat 7 en Si juste en dessous du film isolant 16 de l'électrode de porte 17 n'est pas dopée d'impuretés d'un type de conductivité (type n) opposé à celui du substrat 7. Cette portion 18' peut être dopée d'impuretés du même type de conductivité (type p) que le substrat 7. Par ailleurs, l'électrode de porte 17 est faite en un matériau ayant une fonction de travail, qui est plus faible que la fonction de travail du substrat 7 en Si de conductivité du type p. Le substrat 7 en Si peut être de conductivité du type n. Dans ce cas, la portion 18' décrite ci-dessus n'est pas dopée d'impuretés de conductivité du type p et l'électrode de porte 17 est faite en un matériau ayant une fonction de travail plus grande que celle du substrat 7. Dans ce cas également la portion correspondant à la portion 18' indiquée ci-dessus peut être dopée d'impuretés du même type de conductivité que le substrat du type n. La structure de base est identique à celle d'un MOSFET à canal n du type à enrichissement fabriqué par la méthode d'isolement LOCOS et son procédé de fabrication est identique au procédé bien connu de MOSFET à canal n. l'isolement des éléments peut être effectué'par toute méthode d'isolement autre que la méthode d'isolement LOCOS si les éléments peuvent ainsi être isolés. Si l'électrode de porte était faite en un silicium polycristallin du type n+, ce serait un MOSFET à canal n du type à enrichissement usuel. L'une des caractéristiques de la présente invention réside dans le fait que l'électrode de porte n'est pas faite en silicium polycristallin du type n+ mais en un matériau ayant une petite fonction de travail. Il faut que le matériau pour l'électrode de porte ait une fonction de travail plus faible qu'environ 4eV et il est souhaitable que la fonction de travail soit aussi faible que possible. Des métaux simples tels que Mg, Sc, Y, Ba, La, Ce, -Pr, Nd, Er etc..., et des composés tels que LaB6, etc..., peuvent être utilisés dans ce but. Parmi eux, il est souhaitable d'utiliser La, Mg ou LaB6 parce qu'ils sont adaptés au procédé conventionnel au silicium et ont un fort point de fusion et une haute ouvrabilité. En particulier, LaB6 a une fonction de travail d'environ 2, 5eV et il appartient au groupe ayant la plus petite fonction de travail parmi les matériaux décrits ci-dessus. Par ailleurs, son point de fusion est supérieur à 800 C et il est chimiquement stable. De plus, comme un film mince de LaB6 peut être formé facilement par la méthode bien connue d'évaporation d'un faisceau d'électrons et que l'orientation cristallographique peut être contr8lée en choisissant la condition d'évaporation, LaB6 est l'un des matériaux les plus souhaitables. Dans le mode de réalisation selon la présente invention, on a utilisé Mg, La et LaB6 pour l'électrode de porte 17. Cependant, d'autres matériaux peuvent être utilisés s'ils ont une fonction de travail plus faible qu'environ 4eV, s'ils sont chimiquement stables et s'ils ont un point de fusion supérieur à 800 C. Lorsque l'on utilise, pour l'électrode de porte, un matériau ayant-une fonction de travail plus faible que 3,5 eV, la bande interdite dans la portion de surface Juste en dessous du film d'oxyde de porte est courbée par la différence de fonction de travail entre le matériau et le Si de conductivité du type p et la portion de surface est inversée à la conductivité du type n. En effet, il est possible de former la bouche de canal du type n dans la portion de surface Juste en dessous du film d'oxyde de porte sans former intentionnellement la région du type n en implantant des ions de P ou As, qui sont des impuretés d'un type de conductivité opposé au type de conductivité du substrat, par l'implantation d'ions dans la portion de canal 18' du substrat en Si de conductivité du type p juste en dessous du film d'oxyde de porte 16. La figure 2 est un graphique montrant un exemple des mesures de la courbe haute fréquence C-V d'une diode MIS entre l'électrode de porte 17 et le substrat 7 en Si de conductivité du type p pour une fréquence d'environ 1 MHz à une température de 27 C, par exemple, quand la concentration en impuretés dans le substrat en Si de conductivité du type p est de lxlO16cm3; le film d'oxyde de porte a environ 20nm d'épaisseur; et l'électrode de porte en LaB6 a environ 500 nm d'épaisseur. La tension de seuil, à laquelle a été inversée la portion de surface du substrat en Si de conductivité du type p de la diode MIS était d'environ -1,6V. La courbe C-V obtenue à la température de l'azote liquide était à peu près égale à celle obtenue à la température ambiante et la tension de seuil était également égale à celle obtenue à la température ambiante, c'est-à-dire environ -1,6V. Dans les caractéristiques courant de drain (ID)-tension de porte (VG) du MOSFET du type à enrichissement ayant une longueur de canal d'environ lpm, D était d'environ -1,6V aussi bien à la température Vtb ambiante qu'à 196 C. Par ailleurs, dans le cas o l'on a utilisé les dimensions décrites précédemment et une électrode de porte faite en Mg, la tension de seuil était d'environ -0,9V aussi bien à la température ambiante qu'à -196 C. Comme on l'a expliqué dans le mode de réalisation ci-dessus, il est possible de transformer la tension de seuil à une valeur négative en utilisant un matériau ayant une petite fonction de travail pour l'électrode de porte sans doper intentionnellement la portion du substrat en Si de conductivité du type p juste en dessous du film d'oxyde de porte par des impuretés (P, As, etc...) d'un type de conductivité opposé à celui du substrat. La condition à laquelle la tension de seuil se transforme en une valeur négative dépend principalement de la résistivité du substrat en Si de conductivité du type p et de l'épaisseur du film d'oxyde de porte et non pas de l'épaisseur de l'électrode de porte. Dans le cas o l'on utilise LaB6, la tension de seuil dépend légèrement également de l'orientation de la surface cristallographique du film de LaB6 et change d'environ 0,3V selon l'orientation. Par exemple, dans le cas o la concentration en impuretés dans le substrat en Si de conductivité du type p est d'environ lxlO 17cm-3 (résistivité d'environ 1,52%cm), lorsque l'on utilise LaB6 pour l'électrode de porte et que l'épaisseur du film d'oxyde de porte est plus faible qu'environ 40 nm, la tension de seuil est négative. La figure 3 montre la relation entre la concentration en impuretés NA dans le substrat en Si de conductivité du type p dont la tension de seuil s'est transformée en une valeur négative en utilisant LaB6 et Mg pour l'électrode de porte et l'épaisseur H du film d'oxyde de porte. Par exemple, quand l'épaisseur du film d'oxyde de porte et la concentration en impuretés sont dans une région en dessous de la ligne respective (région hachurée) de la figure 3, la tension de seuil est négative. La diode MIS, pour laquelle les caractéris- tiques sont indiquées aux figures 2 et 3 est un échantillon, o la densité au niveau interfacial est par exemple de 1 à 2x1010 cm-3. Dans le cas du MOSFET à canal n, si la densité au niveau interfacial est élevée, comme la tension de seuil augmente en direction négative, une densité au niveauinterfacial supérieure à 2xlO1 cm 3 peut également être utilisée. Pour les diodes MIS ayant des densités différentes au niveau interfacial, les caractéristiques indiquées aux figures 2 et 3 sont différentes. De toute façon, afin de transformer la valeur de seuil à une valeur négative, il était nécessaire d'utiliser un matériau ayant une petite fonction de travail pour l'électrode de porte. Comme on l'a décrit ci-dessus, bien que la tension de seuil soit négative pour le MOSFET à canal du type n, pour l'inverseur de structure E/D, la grandeur de la tension de seuil pose un problème. Pour l'inverseur de structure E/D, la tension de seuil VINV de l'inverseur est définie comme une tension pour laquelle la tension de sortie Vsor est égale à la tension d'entrée Ven dans les caractéristiques d'inverseur indiquées à la figure 7B. Par une méthode bien connue de conception, la tension de seuil de l'inverseur est établie à -0,6 VDD donc la vitesse de commutation reste àpeu près égale à la mise en circuit et à la mise hors circuit de la tension d'entrée à environ la moitié de la tension de source VDD de l'inverseur. En conséquence, dans le cas o la tension de source VDD est de 5V, la tension de seuil du MOSFET du type à appauvrissement est d'environ -3V. Dans le circuit logique à MOSFET de haute densité et à vitesse ultra rapide qui est l'objet de la présente invention, comme il se compose de MOSFET précis, dont la longueur de canal est plus petite qu'environ 0,5 pm, la tension de seuil est d'environ 3,3V, quand la longueur de canal est d'environ 0,5pm, et de 1,5V quand elle est d'environ 0,1 plm. Par conséquent, la tension de seuil du MOSFET du type à appauvrissement doit être établie à environ -2V, quand la longueur de canal est d'environ 0,5 pm et de -0,6 à - 1,0V lorsqu'elle est de 0,1.m. Comme le montrent les exemples indiqués aux figures 2 et 3, une tension de seuil d'environ -1, 7V pourrait être obtenue dans le mode de réalisation du MOSFET du type à appauvrissement selon la présente invention. Par ailleurs, il est possible de contr8ler la tension de porte dans une région de -2V à OV en implantation B, etc..., qui sont des impuretés du même type de conductivité que le substrat du type p, dans la portion de canal, même si le film d'oxyde de porte a une certaine épaisseur. Dans le MOSFET du type à appauvrissement selon la présente invention, la limite inférieure de la tension obtenue de seuil, dans le cas o l'on utilise une porte faite de LaB6 et lorsque la concentration d'impuretés dans le substrat de conductivité du type p n'atteint par exemple que lxlO15cm-3 et que le film d'oxyde de porte est aussi mince que 5nm, est d'environ -2V. En conséquence, le MOSFET du type à appauvrissement selon la présente invention peut être utilisé pour l'inverseur de structure E/D utilisant des MOSFET précis, dont la longueur de canal est plus faible que 0,5 pm, o le film d'oxyde de porte doit être aussi mince qu'environ 5 à 20 nm et la tension de source doit n'atteindre qu'environ 1 à 3,3V. Un mode de réalisation de l'inverseur de structure E/D utilisant une électrode de porte faite en LaB6 ou Mg est montré à la figure 4. Sur la figure, des chiffres de référence identiques à ceux indiqués à la figure 1 représentent des articles identiques ou correspondants et 26 est la portion de canal du MOSFET du type à appauvrissement, qui n'est pas dopée d'impuretés d'un type de conductivité opposé à celui du substrat. La structure fondamentale est comme suit. Un circuit intégré comprenant l'inverseur de structure E/D indiqué à la figure 4 comprend un substrat semiconducteur 7 du type p ou n; une région de source 10 d'un MOSFET du type à enrichissement et une région de drain 12 d'un MOSFET du type à appauvrissement à une certaine distance sur la surface principale du substrat semiconducteur; une région commune 11 en forme d'flot servant de région de drain du MOSFET du type à enrichissement et de région de source du MOSFET du type à. appauvrissement entre la région de source du MOSFET du type à enrichissement et la région de drain du MOSFET du type à appauvrissement; un film d'isolement de porte 16 pour le MOSFET du type à appauvrissement formé sur la portion de surface 15 du substrat semi-conducteur entre la région de drain du MOSFET du type à appauvrissement et la région commune, laquelle portion n'est pas dopée d'impuretés d'un type de conductivité qui est opposé à celui du substrat semi-conducteur; et une électrode de porte 17 pour le MOSFET du type à appauvrissement qui est formée sur le film d'isolement de porte pour le MOSFET du type à appauvrissement; une électrode 20 formée sur la région commune et électriquement connectée à l'électrode de porte pour le MOSFET du type à appauvrissement; un film d'isolement de porte 13 pour le MOSFET du type à enrichissement formé sur la portion de surface 26 du substrat semi-conducteur entre la région de source du MOSFET du type à enrichissement et la région commune, laquelle portion n'est pas dopée d'impuretés d'un type de conductivité qui est opposé à celui du substrat semiconducteur; et une électrode de porte 14 pour le MOSFET du type à enrichissement qui est formée sur le film d'isolement de porte du MOSFET du type à enrichissement; o au moins une électrode de porte pour le MOSFET du type à appauvrissement à une fonction de travail qui est plus faible que celle du substrat semiconducteur du type p dans le cas o le substrat semiconducteur est de conductivité du type p plus importante que celle du substrat semiconducteur du type n dans le cas o le substrat semiconducteur est de conductivité du type n. Comme procédé de fabrication du mode de réalisation ci-dessus décrit, le procédé n MOS utilisant la technique d'isolement LOCOS bien connue a été utilisé. L'isolement peut être effectué en utilisant toute méthode autre que la méthode d'isolement LOCOS. Il faut simplement pouvoir isoler différents éléments. Cependant, contrairement au procédé n MOS bien connu, la partie du Si 26 de conductivité du type p qui se trouve Juste en dessous du film d'oxyde de porte 16 dans le MOSFET à canal n du type à appauvrissement n'est pas dopée par implantation d'ions etc..., au moyen d'impuretés telles que As et P ayant un type opposé de conductivité. Par ailleurs, on utilise LaB6 ou Mg pour l'électrode de porte 17 du MOSFET à canal n du type à appauvrissement. La porte faite de LaB6 a été formée en utilisant la méthode bien connue d'évaporation au faisceau d'électrons. Celle faite de Mg a été formée en utilisant la méthode bien connue d'évaporation au faisceau d'électrons ou la méthode de pulvérisation. La région de source et de drain du MOSFET à canal n du type à appauvrissement était formée par implantation d'ions de P après formation de l'électrode de porte en LaB6. Par ailleurs, pour l'électrode de porte 14 du MOSFET du type à enrichissement, on a utilisé Si polycristallin conventionnel du type n+. Par exemple, l'électrode de porte 17 en LaB6 n'est pas formée par une seule couche comme cela est indiqué à la figure 4 mais elle peut avoir une structure à deux couches consistant en une couche polycristalline ou de siliciure du type n+ qui est formée sur la couche de LaB6. Afin de contrôler la tension de seuil du MOSFET du type à enrichissement, des ions de B, qui sont des impuretés du même type de conductivité que le Si de conductivité du type p, ont été implantés dans la portion de canal avant formation du film d'oxyde de porte 13. Les ions de B ont été implantés de manière que la tension de seuil Vth E soit d'environ 0,7V pour un MOSFET ayant une longueur de canal d'environ 0,5 pn et que la tension de seuil Vt E soit environ +0,3V pour un MOSFET ayant une th longueur de canal de 0,1)lm. Par ailleurs, afin de contr8ler la tension de seuil du MOSFET du type à appauvrissement, des ions de B, qui sont des impuretés du même type de conductivité que le substrat en Si de conductivité du type p, ont été implantés dans la portion de canal avant formation du film d'oxyde de porte 2. Les ions de B ont été implantés de manière que la tension de seuil Vth D soit d'environ -2V pour un MOSFET ayant une longueur de canal de 0,5 pm et que le seuil Vth D soit d'environ -1V pour un MOSFET ayant une longueur de canal de 0,1 pm. Bien que dans le présent mode de réalisation, des impuretés du même type deconductivité que le Si de conductivité du type p aient été implantées pour le contr8le de la tension de seuil, l'implantation d'ions n'est pas nécessairement effectuée si les tensions de seuil du MOSFET du type à enrichissement et du MOSFET du type à appauvrissement sont respectivement d'environ 0,2VDD et d'environ -O,SVDD, par rapport à la tension de source VDD de l'inverseur E/D. Si des ions de P ou As, qui sont des impuretés d'un type de conductivité opposé à celui de Si du type p, étaient implantés dans la portion de canal à la fabrication du MOSFET du type à appauvrissement selon la technique de l'art antérieur, bien qu'un canal du type n soit formé, accomplissant l'opération du type appauvrissement à la température ambiante, à la température de l'azote liquide (-196 C), comme les impuretés de P ou As implantées en tant qu'impuretés de conductivité du type n seraient épuisées, il ne se formerait pas de couche de canal du type n et le fonctionnement du type à appauvrissement ne pourrait être accompli. Cependant, dans le cas o la portion de canal est dopée d'impuretés de conductivité du type p par rapport à Si de conductivité du type p uniquement afin de changer la concentration, comme il n'y a pas gel, ce gel précédemment décrit n'a d'influence ni à la température ambiante ni à -196 C. Par conséquent, l'inverseur E/D selon la présente- invention permet d'accomplir un fonctionnement normal d'inverseur aussi bien à température ambiante qu'à -196 C. Les figures 5B et 6B montrent les caractéristiques d'entrée/sortie des inverseurs E/D indiqués aux figures SA et 6A utilisant des MOSFET ayant une longueur de canal d'environ 0,5 pm et une longueur de canal d'environ 0,1 Fm, respectivement. La tension de source VDD est d'environ 3,3V pour un inverseur et ayant une longueur de canal d'environ 0,5 pn et d'environ 1,5V pour un inverseur ayant une longueur de canal d'environ 0,1 pm. Les caractéristiques d'entrée/sortie indiquées aux figures 5B et 6B ont été obtenues à la fois à température ambiante et à -196 C. Contrairement au fait que l'inverseur E/D utilisant des MOSFET conventionnels du type à appauvrissement n'accomplissait pas de fonctionnement normal à -196 C, l'inverseur E/D selon la présente invention accomplit un fonctionnement normal aussi bien à température ambiante qu'à -196 C. Un oscillateur annulaire a été construit en reliant les inverseurs E/D décrits ci-dessus en plusieurs étages et on a mesuré le temps de retard par porte à la température ambiante et à -196 C. On a trouvé qu'il était écourté d'environ 0,7 à 0,5 fois à -196 C par rapport à celui obtenu à température ambiante. Bien que dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, l'on ait utilisé, pour le substrat, Si du type p de conductivité, dans le cas o l'on utilise Si du type n pour le substrat, il est possible de construire un MOSFET à canal p du type à appauvrissement et un inverseur de structure E/D sans doper la portion de canal du MOSFET du type à appauvrissement par B, qui est une impureté d'un type de conductivité opposé à Si du type n. Pour l'électrode de porte du MOSFET à canal p du type à appauvrissement, parmi les matériaux ayant une fonction de travail plus importante que celle de Si de conductivité du type n, on peut utiliser Se, Ir, Pt, etc... , qui sont des matériaux ayant une fonction de travail plus importante qu'environ 5,5eV. Cependant, on utilise de préférence Pt qui peut facilement être formé par la méthode d'évaporation d'un faisceau d'électrons etc... et dont le point de fusion est d'environ 1770 C. En utilisant une électrode de porte faite de platine, il a été possible d'obtenir un MOSFET du type à appauvris- sement accomplissant son opération d'appauvrissement à la fois à température ambiante et à basse température et d'obtenir un inverseur à canal p de structure E/D. Le MOSFET du type à appauvrissement selon la présente invention peut fonctionner à la fois à la température ambiante et à la température de l'azote liquide et également l'inverseur de structure E/D peut fonctionner à la fois à la température ambiante et à la température de l'azote liquide. Un circuit intégré MOSFET utilisant des MOSFET du type à appauvrissement et des inverseurs de structure E/D peut produire un circuit intégré à haute densité et très rapide ayant à la fois la grande vitesse du circuit intégré utilisant des transistors bipolaires et le degré élevé d'intégration du MOSFET en l'attaquant à la température de l'azote liquide. Par ailleurs, contrairement à l'inverseur de structuré CMOS, l'inverseur de structure E/D peut donner un circuit intégré à vitesse rapide et haute densité en utilisant un simple procédé de fabrication et un petit nombre de MOSFET. Par ailleurs, comme le circuit intégré à- MOSFET selon la présente invention peut fonctionner à la fois à température ambiante et à la température de l'azote liquide, lors de la construction d'un système, il est possible de vérifier son fonctionnement à la température ambiante pour l'échange de pastilles et planches défectueuses, de vérifier le fonctionnement normal du système et ensuite de dériver le système ayant la plus haute performance de fonctionnement à la température de l'azote liquide. REVENDICATIONS 1. Circuit intégré du type comprenant des transistors à effet de champ à appauvrissement, caractérisé en ce qu'il comprend: un substrat semiconducteur (7) de conductivité du type p; une région de source (10) formée sur la surface principale dudit substrat semiconducteur; une région de drain (12) formée à proximité de ladite région de source sur la surface principale dudit substrat semiconducteur; un film d'isolement de porte (16) formé sur la portion de surface dudit substrat semiconducteur, entre ladite région de source et ladite région de drain, laquelle portion n'est pas dopée d'impuretés de. conductivité du type n; et une électrode de porte (17) formée sur ledit film d'isolement de porte, ayant une fonction de travail - similaire à celle dudit substrat semiconducteur de conductivité du type p. 2. Circuit intégré selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion de surface du substrat semiconducteur entre la région de source et la région de drain, qui n'est pas dopée d'impuretés de conductivité du type n, n'est pas dopée d'impuretés du même type de conductivité que le substrat semiconducteur. 3. Circuit intégré du type comprenant des transistors à effet de champ à appauvrissement caractérisé en ce qu'il comprend: un substrat semiconducteur (7) de conductivité du type n; une région de source (10) formée sur la surface principale dudit substrat semiconducteur; une région de drain (12) formée à proximité de ladite région de source sur la surface principale dudit substrat semiconducteur; un film d'isolement de porte (16) formé sur la portion de surface dudit substrat semiconducteur, entre ladite région de source et ladite région de drain, laquelle portion n'est pas dopée d'impuretés de conductivité du type p; et une électrode de porte (17) formée sur ledit film d'isolement de porte, ayant une fonction de travail plus importante que celle dudit substrat semiconducteur de conductivité du type n. 4. Circuit intégré selon la revendication 3, caractérisé en ce que la portion de surface du substrat semiconducteur entre la région de source et la région de drain, qui n'est pas dopée d'impuretés de conductivité du type p, n'est pas dopée d'impuretés du même type de conductivité que le substrat conducteur. 5. Circuit intégré du type comprenant au moins un inverseur E/D, caractérisé en ce qu'il comprend: un substrat semiconducteur (7) de conductivité du type p ou n; une région de source (10) d'un MOSFET du type à enrichissement et une région de drain d'un MOSFET du type à appauvrissement à une distance sur la surface principale dudit substrat semiconducteur; une région commune (11) en forme d'flot, servant de région de drain dudit MOSFET du type à enrichissement et de région de source dudit MOSFET du type à appauvrissement, entre ladite région de source dudit MOSFET à enrichissement et la région de drain dudit MOSFET à appauvrissement; un film d'isolement de porte (16) pour ledit MOSFET du type à appauvrissement, formé sur la portion de surface du substrat semiconducteur, entre la région de drain du MOSFET du type à appauvrissement et la région commune, laquelle portion n'est pas dopée d'impuretés d'un type de conductivité qui est opposé au type de conductivité du substrat semiconducteur; une électrode de porte (17) du MOSFET du type à appauvrissement formée sur le film d'isolement de porte du MOSFET du type à appauvrissement; une électrode (20) formée sur la région commune et électriquement connectée à l'électrode de porte du MOSFET du type à appauvrissement; un film d'isolement de porte (13) du MOSFET du type à enrichissement, formé à la portion de surface du substrat semiconducteur entre la région de source du MOSFET du type à enrichissement et la région commune, laquelle portion n'est pas dopée d'impuretés d'un type de conductivité qui est opposé au type de conductivité du susbtrat semiconducteur; et une électrode de porte (14) pour ledit MOSFET du type à enrichissement, formée sur le film d'isolement de porte pour ledit MOSFET du type à enrichissement; o au moins l'électrode de porté du MOSFET du type à appauvrissement a une fonction de travail qui est- plus faible que celle du substrat semiconducteur de - conductivité du type p dans le cas o ledit substrat semiconducteur est de conductivité du type p et plus importante que celle du substrat semiconducteur de conductivité du type n dans le cas o ledit substrat semiconducteur est de conductivité du type n. 6. Circuit intégré selon l'une quelconque des revendications 1, 3 ou 5, caractérisé en ce que la distance entre la région de source et la région de drain à la surface du substrat semiconducteur est plus petite que 0,5 Pm. 7. Circuit intégré selon l'une quelconque des revendications 1, 3 ou 5, caractérisé en ce que la tension source-drain du seul transistor à effet de champ du type à appauvrissement, ou la tension entre la masse de l'inverseur du type à enrichissement/appauvrissement et le drain du transistor à effet de champ du type à appauvrissement, ou la tension fournie au circuit intégré à semiconducteur est inférieure à 50 V en courant continu.