夾層結構

[拼音]:gaoxingneng jinshu-yanghuawbandaoti jicheng dianlu

[英文]:high performance MOS integrated circuit

器件和電路連線的尺寸按某種規律縮小,其他有關引數隨著相應變化,以達到高效能(速度快、功耗低、整合密度高)指標的矽柵NMOS電路技術,簡稱HMOS。

按比例縮小原則

表中數值為MOS器件尺寸和電壓等引數縮小K分之一、襯底濃度增大K倍以後,電路效能提高的情況:速度提高K倍、功耗降至1/K2、功耗-延遲乘積降至1/K3。MOS電路尺寸的微細化,對提高超大規模積體電路的效能有很大的作用。此表是按照縮小前後MOS電晶體溝道區電場不變的原則推算出來的(通常稱為恆定電場按比例縮小原則)。在實際電路中,希望電源電壓保持不變,因此出現了恆壓按比例縮小原則。這時所得到的效能改進,比表中所列數值差一些。實際HMOS技術規範並非嚴格按照某種比例原則制定的,而是要兼顧微細化加工水平、電源電壓相容性、各種次噪效應的抑制、電路的可靠性和成品率等多種因素。

微細化 MOS電路的次級效應

MOS 器件的尺寸縮小到一定程度後,會出現一系列的次級效應。

(1)短溝道效應:溝道過短時,開啟電壓隨漏源電壓的升高和溝道長度的減小而降低。

(2)窄溝道效應:溝道太窄時,開啟電壓隨溝道寬度的減小而升高。

(3)源、漏穿通:溝道過短並加上一定的V

時,源結和漏結耗盡區會碰在一起,從而引起 MOS電晶體源、漏間的穿通。

(4)漏電壓對源勢壘的調製效應:在源、漏穿通之前,因結耗盡區的靠近,漏電壓會使源結的勢壘降低,從而增大亞閾值電流,使MOS電晶體失去良好的開關效能。

(5)熱電子效應:溝道長度縮短到一定程度後,溝道區內的電場變得很強,使電子溫度升高。一部分熱電子將有可能注入柵介質層並陷落在氧化層的陷阱中,引起開啟電壓的漂移,從而使長期工作不盡可靠。