КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
МОП и КМОП транзисторы
В настоящее время технология изготовления МОП и КМОП занимает лидирующее положение. Сравнительные оценка характеристики параметров биполярных и МДП ИМС: Таблица 3.
Комплиментарная пара в логике инвертор Рис. 19. Комплиментарная пара
С начала 70-х годов развивалась технология РМОП ИС с металлическим затвором, затем они были заменены на РМОП ИС с кремниевыми затворами, а еще позже – на МОП транзисторы с кремниевыми затворами. Применение данных схем приводит к некоторым проблемам: 1) необходимость в ограничении рассеиваемой мощности; 2) необходимость уменьшения рабочих температур БИС, построенных на МОП транзисторах; 3) необходимость уменьшения восприимчивости ИС памяти к случайным сбоям; 4) повышение помехоустойчивости ИС.
Особенности МОП технологии: В техническом процессе отсутствуют операции по изоляции технических структур. Весь процесс изготовления интегральных схем сводится к формированию МОП транзисторов и создания элементов между ними т. к. на МОП структурах можно реализовать резисторы и конденсаторы. Внутри схемы соединения выполняют с помощью материала затвора тем самым упрощая задачу многослойной разводки.
Размеры МОП транзисторов гораздо меньше биполярных транзисторов, что позволяет создать микросхему с высокой степенью компоновки. Схема технического процесса изготовления интегральных схем МОП: 1) на n типа подложке осаждается эпитаксиальная пленка p типа толщиной 10мкм; 2) выполняется термическое окисление с образованием пленки SiO2 толщиной 1 мкм; 3) нанесение фоторезиста и получение определенного рисунка; 4) проведение разделений диффузии при донорной примеси на глубину эпитаксиальной пленки; 5) термическое окисление; 6) изоляция карманов p типа; 7) фотолитографическое получение защитной маски; 8) повторная диффузия донорной примеси для получения сильно легированных областей n типа; 9) окисление пластины и получение подзатворного диэлектрика толщиной 0,1 мкм; 10) фотолитография для получения рисунка окон и подомических контактов и травление; 11) термическое осаждение алюминия для омических контактов и затворов через трафареты;
Проблемы, возникающие при изготовлении МОП ИС: 1) Наличие SiO2 под затвором положительных и отрицательных зарядов. 2) Образование паразитных МОП транзисторов под металлической разводкой. 3) Возникновение перекрытия затвора с областями стока и истока (перекрытие приводит к увеличению ёмкостей затвор-исток и сток-исток, что ведет к снижению быстродействия). Способы увеличения быстродействия МОП ИС: 1) Увеличение быстродействия за счет уменьшения ёмкостей перекрытия. Найдено решение – применение технологии самосовмещенных затворов. Идея технологии заключается в том, что слои стока и истока выполняются не до, а после выполнения затвора. При этом затвор используется в качестве маски. 2) Использование в качестве металлического затвора слой поликремния. Такой метод направлен на уменьшение порогового напряжения, для того чтобы уменьшить напряжение питания и рассеиваемую мощность.
Методы для уменьшения порогового напряжения (чем меньше пороговое напряжение, тем ниже напряжение питания схемы и потребляемая ей мощность): 1) Применение МОП транзисторов с кремниевыми затворами. U0 = 1¸2 В. Материал подложки и затвора одинаковый, следовательно разность потенциалов равна нулю. 2) Использование молибдена в качестве затвора (эффект тот же что и в первом случае) 3) Замена диэлектрика под затвором с SiO2 на Si3N4, у которого диэлектрическая проницаемость в 1,5 раза выше, следовательно уменьшится U0.
Преимущества КМОП технологии: 1. Логические перепады напряжения равны напряжению питания (требуется меньшее напряжение питания, чтобы перейти из одного состояния в другое). 2. Повышенная помехоустойчивость. 3. Меньшая потребляемая мощность (один транзистор открыт, другой закрыт и ток почти не течет). 4. Увеличился коэффициент усиления. КМОП структуры изготовляются по планарно-эпитаксиальной технологии. Структуры МОП изготавливаются по самосовмещенной технологии.
Дата добавления: 2014-12-07; Просмотров: 1031; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |