高性能金属-氧化物-半导体集成电路
发布时间:2022-03-02 16:59:55 点击次数:205 文章作者:
——电子集成器件。器件和电路连线的尺寸按某种规律缩小,其他有关参数随着相应变化,以达到高性能(速度快、功耗低、集成密度高)指标的硅栅NMOS电路技术,简称HMOS。按比例缩小原则:表按比例缩小后各种参量的变化中数值为MOS器件尺寸和电压等参数缩小□分之一、衬底浓度增大□倍以后,电路性能提高的情况:速度提高□倍、功耗降至1/□□、功耗-延迟乘积降至1/□□。MOS电路尺寸的微细化,对提高超大规模集成电路的性能有很大的作用。此表是按照缩小前后MOS晶体管沟道区电场不变的原则推算出来的(通常称为恒定电场按比例缩小原则)。在实际电路中,希望电源电压保持不变,因此出现了恒压按比例缩小原则。这时所得到的性能改进,比表中所列数值差一些。实际HMOS技术规范并非严格按照某种比例原则制定的,而是要兼顾微细化加工水平、电源电压兼容性、各种次噪效应的抑制、电路的可靠性和成品率等多种因素。微细化:MOS器件的尺寸缩小到一定程度后,会出现一系列的次级效应。①短沟道效应:沟道过短时,开启电压随漏源电压的升高和沟道长度的减小而降低。②窄沟道效应:沟道太窄时,开启电压随沟道宽度的减小而升高。③源、漏穿通:沟道过短并加上一定的□□时,源结和漏结耗尽区会碰在一起,从而引起MOS晶体管源、漏间的穿通。④漏电压对源势垒的调制效应:在源、漏穿通之前,因结耗尽区的靠近,漏电压会使源结的势垒降低,从而增大亚阈值电流,使MOS晶体管失去良好的开关性能。⑤热电子效应:沟道长度缩短到一定程度后,沟道区内的电场变得很强,使电子温度升高。一部分热电子将有可能注入栅介质层并陷落在氧化层的陷阱中,引起开启电压的漂移,从而使长期工作不尽可靠。