超大规模集成电路设计 集成电路制作工艺：cmos工艺

《超大规模集成电路设计 集成电路制作工艺：cmos工艺》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、超大规模集成电路设计集成电路制作工艺：CMOS工艺2第二章集成电路制作工艺2.1.1集成电路加工的基本操作2.1.2MOS结构和分类2.2.1N阱CMOS工艺2.2.2深亚微米CMOS工艺2.3.1CMOSIC中的寄生效应2.3.2SOI工艺2.3.3CMOS版图设计规则32.1.2MOS结构和分类MOS器件是一个夹层结构M：是metal，金属O：是oxide，氧化物S：是semiconductor，半导体早期工艺的MOS器件的栅极是用金属制造的，所以从栅极向下是金属，氧化物和半导体的结构4WhatisaTransistor?ASwitch!

2、VGS

3、AnMOSTransistor

4、简单的可以把mos管看作是一个电压控制的开关，当控制电压高于阈值电压，开关闭合，低于阈值电压，开关断开51、MOS器件结构MOS器件有四个端可以连接电极，分别为源，漏，栅和衬底半导体衬底表面在栅极绝缘层以下的部分称为沟道区，因为在mos工作过程中会在这里形成导电沟道因此，MOS在纵深方向是M－O－S三层结构，在横向是源－沟道－漏的结构DSGBNMOSwithBulkContact6MOS：栅极和衬底器件工作过程中，栅极和衬底之间的电压形成纵向电场，这个电场会在衬底表面会形成一个导电通道，该沟道会连接源端和漏端MOS的栅极同其他三个电极是绝缘的，因此MOS也称为绝缘栅场效应晶体管（I

5、GFET）MOS的衬底BULK端是掺杂的半导体，一般接固定的电源和地电压，因此有时候MOS器件的符号只标出G－D－S三端DSGBNMOSwithBulkContactGSD7MOS：源和漏MOS器件的源区和漏区在结构和工艺加工上是完全相同的，在使用中可以被交换，但是为了分析的方便还是需要区分源端是载流子流出的一端（载流子的来源source），漏端是载流子流入的一端（载流子在这里消失drain）源漏区是半导体表面高掺杂的区域，作为源漏电极衬底电极也需要高掺杂的欧姆接触，只是其掺杂极性同源漏区相反8MOS：漏，栅，源，衬MOS作为四端器件在漏电压，栅电压，源电压和衬底电压的作用下工作栅

6、极的隔离是靠绝缘的栅氧化层，同半导体表面上的其他三个电极隔开源极和漏极同衬底接触，源漏和衬底的隔离是靠形成的反向PN结源极和漏极之间由两个PN结隔开因此，在MOS器件的工作过程中需要保持源漏同衬底之间的PN结0偏或者是反偏9MOS晶体管的基本结构在栅电压的控制下，MOS在沟道区形成导电沟道连接源漏区，因此经常我们关心源漏区和沟道区的情况源漏区：主要目的是形成源漏电极，作为开关的两端沟道区：器件的主要工作区，沟道的长度（L）和宽度（W）直接影响着沟道内的电流1011MOS晶体管的结构参数结构参数：沟道的长度（L）、宽度（W）和栅氧化层的厚度（tox）直接影响着沟道电流的大小导通状态的

7、沟道区可以看作是一个电阻沟道的形成和载流子密度受到纵向电场的控制栅氧化层厚度是由工艺决定的，MOS器件的主要设计参数就是沟道长度和宽度Gateoxiden+SourceDrainpsubstrateBulk(Body)Field-Oxide(SiO2)n+PolysiliconGateLW12MOS的沟道长度栅长是决定器件尺寸的关键，也是区分不同半导体加工技术换代的标志，是半导体集成度的标志，因此也称为关键尺寸（criticaldimension）Gateoxiden+SourceDrainpsubstrateBulk(Body)p+stopperField-Oxide(SiO2)

8、n+PolysiliconGateLW13沟道长度的计算由于源漏区加工过程中掺杂向半导体表面横向扩散，实际的沟道长度同设计中图形宽度并不相等toxn+n+CrosssectionLGateoxideLdLdLGPolysilicongateTopviewGate-bulkoverlapSourcen+Drainn+W14MOS的器件宽度沟道电流在W×L的沟道区域内，沿着沟道长度的方向，在源漏端之间流动；沟道长度越小、宽度越大，电流也越大；沟道长度受到加工工艺的限制，一般取为允许的最小尺寸，即关键尺寸；而沟道宽度是主要的设计变量Gateoxiden+SourceDrainpsubst

9、rateBulk(Body)p+stopperField-Oxide(SiO2)n+PolysiliconGateLW15沟道宽度的计算对于简单的矩形栅极，沟道宽度就是有源区的宽度而对于复杂形状的mos器件，需要根据实际情况确定沟道宽度源端漏端漏端漏端源端16MOS器件的实际沟道宽度局部氧化LOCOS工艺场氧在有源区边缘形成鸟嘴使得实际的沟道宽度有所减小172、MOS器件的分类根据参与导电的载流子的类型，MOS器件可以分为NMOS和PMOS两种NMOS器件中的载流子是