硅栅CMOS电路的阀值电压及其控制

一、引言CMOS电路是将P沟道及N沟道两个极性相反的MOS管做在一块电路中,称为互补MOS电路,它不仅速度高,且静态功耗极低,因为在它的工作状态中总有一个管子处于截止,这就是CMOS电路被用于手表电路的主要原因。但是CMOS电路比较P MOS或N MOS电路工艺要复杂,特别是用于手表电路中时,工作电压要求在小于1.5伏,这就要求CMOS电路的P沟道阀值电压V_(TP)和N沟MOS管的阀值电压V_(TN)之和即V_(TP)+V_(TN)     

提高中规模MOS集成电路成品率的重要措施——如何选择单晶材料的电阻率

在实践中我们认识到单晶材料的电阻率与中规模MOS电路的成品率有很大关系。现简单分析如下: 关键是L′,如图1所示。 设沟道的几何尺寸为L,扩散结深为x_j,器件处于饱和状态时漏附近的耗尽层宽度为x_m,则沟道的有效长度为: L′=L-2x_j-x_m (1) 我们知道:当栅压|V_(GS)|>V_T时,栅下面的硅表面将由N型变为P型(对P沟道而言),这个P型层就是所谓沟道。沟道与衬底所形成的结称感应结。因沟道的厚度很薄,所以感应结为突变结。由突变结的耗尽层公式可得:     

高速耗尽型MOS

耗尽型 MOS 器件出现较早,但是只是现在才可能实现高速工作。日本日立公司采用了热扩散控制的方法,使耗尽型 MOS 移位寄存器最高能工作在30兆赫。电路中的驱动晶体管采用扩散自对准工艺控制其沟道长度,因此沟道长度仅与两次扩散的深度有关,而与掩模对准的精度完全无关。沟道长度类似于双报晶体管的基区宽     

基于深亚微米MOS器件沟道的热噪声浅析

随着MOS器件工艺尺寸的不断减小,其不断增高的单位增益截止频率足以满足射频/模拟电路的工作要求。然而,随着沟道长度的变短,沟道噪声对电路的贡献增大,噪声是电路关注的主要性能之一。由于二级效应,经典的长沟道噪声模型不再精确。本文总结了沟道热噪声产生的机理,以及短沟道载流子有效迁移率的计算。系统详细地描述了近年来基于深亚微米短沟道MOS器件的热噪声的模型。在文章的最后,介绍了沟道噪声的仿真和测试方法。     

SOI器件的增强短沟道效应模型

为了探索SOI器件总剂量辐照后阈值电压漂移量和沟道长度的关系,利用器件模拟软件ISE TCAD,对不同沟道长度的PDSOI NMOS管进行了总剂量辐照模拟.模拟结果表明,随着沟道长度的减小,背沟道MOS管阈值电压漂移越来越大,并且漂移量和辐照偏置密切相关,称此效应为SOI器件的增强短沟道效应.以短沟道效应理论为基础对此效应的机理进行了解释,并以短沟道效应模型为基础对此效应提出了一个简洁的阈值电压漂移模型,通过对ISE模拟结果进行曲线拟合对所提出的模型进行了验证.     

一个采用隐埋沟道MOSFET的GbMOS逻辑电路

本文叙述一个采用MOS工艺的Gb分频器。该分频器内完全1μm图形设计规则的埋沟MOS(BC-MOS)场效应管组成,获得了1.64千兆(?)的最高计数频率,每级传输延迟时间为72.5微微秒。 随着LSI技术的进展,越来越迫切需要较高速度逻辑电路。用双极型电路或GaAs电路证明已经可以工作在Gb(千兆(?))范围。然而MOS电路至今尚未达到这么高速度。本文证实MOS电路对于高速应用的潜力。 MOS电路开关速度取决于基本器件的跨导和在电路中的电容。为了改善电路的性能,需要较高的载流子迁移率和较短的沟道长度。     

4互补金属——氧化物——半导体集成电路

互补金属——氧化物——半导体集成电路(Camplementary Mos Integrated Circuits),它是把P型沟道及N型沟道MOS晶体管制作在同一片子上来构成的电路。单沟道(P型或N型沟道)MOS集成电路多半是使用MOS晶体管作为负载电     

小尺寸MOS管工艺参数研讨及参数测试

本文对小尺寸MOS管参数测量中所遇到的沟道效应及静电反馈对阈值电压的影响，热电效应对迁移率的影响，有限载流子飘逸速度产生的沟道长度调制等工艺现象分别加以了研讨。同时介绍了利用4062B参数测试系统进行小尺寸MOS管测量中参数提取和参数测量分析方法。     

不同沟道长度对n沟MOSFET退化特性的影响

研究不同沟道长度n 沟道MOS场效应晶体管的热载流子效应对其退化特性的影响.实验结果表明,随着器件沟道长度的减小,其跨导退化明显加快,特别是当沟道长度小于1mm时更是如此.这些结果可以用热载流子注入后界面态密度增加来解释.     

扩散杂质分布对V—MOS,D—MOS器件的直流特性的影响

为了研究杂质分布对器件性能的影响模仿双扩散MCS（D—MOS）和V—沟道MOS（V—MOS）晶体管的结构,改变的工艺系数选用沟道长度了沟道掺杂值的范围。用两探测扩展电阻的方法来量测杂质的分布。以VMOS和DMOS器件的电学特性的比较来推示横向DMOS杂质分布的特性。发现一般的方法不能模拟器件的输出电导。实际上沟道长度的计算是在沟道漏结周围,方程的一维解。当测量杂质分布数据时,引进新的沟道长度计算方法,在沟道长度为0.6～um时,器件的输出电导能确的模拟。     

短沟道MOS器件工艺

硅平面工艺问世以来,芯片中的元件数以每年递增一倍的速度增长着。现在MOS集成电路继续向封装密度高、工作速度快的方向发展,这就要求电路中的MOST(金属氧化物晶体管)尺寸更加微型化。但是采用常规长沟道MOST工艺来制造短沟道MOST会出现一些问题。首先是沟道长度受到工艺精度,例如光刻、腐蚀等精度的限制,沟道长度不易控制。更主要的是会产生“短沟道效应”,即缩短MOST的沟长会引起耐压和阈压下降。短沟道MOST工艺就是要做到,既能缩短MOST的沟长,又能避免或减弱短沟道效应的影响,使得阈压的变化和耐压的下降都很小。本文主要讨论短沟道MOS工艺的基本过程及其特点,介绍目前已达到的短沟道MOS器件的参数。     

高端MOS管栅极驱动技术研究

高端MOS管驱动电路在高压输入大功率电源中被广泛应用。分析了高端MOS管的驱动原理,对影响高端MOS管驱动的各种因素进行了探讨,提出了适合高端MOS管驱动的基本方法。较全面地评估了传统的变压器驱动电路和自举驱动电路对高端MOS管驱动的影响,继而提出了适合高端MOS管驱动的线路结构,并采用该方案设计了一个实验电路。仿真和实验电路测试结果表明,设计电路满足要求。     

新型的低高压MOS接口电路

本文介绍一种由八个高压MOS器件组成的低高压MOS接口电路.它采用与目前国际上先进的NMOS大规模集成电路工艺技术完全兼容的N阱硅栅等平面CMOS工艺,而不需要附加任何工艺步骤.本文描述了高压MOS器件的物理模型,介绍了器件结构和工艺设计,并给出了高压MOS器件的漏击穿电压时沟道长度、漂移区长度、离子注入剂量和延伸源场极的关系的实验结果.这种高压MOS器件的漏击穿电压最大可达400V(在零栅偏压时),最大饱和漏电流可达35mA(在栅压为10V时),而导通电阻低到600(?)(在栅压为10V时).     

VMOS——一种新的MOS集成电路工艺

1.引言近年来,MOS数字集成电路向着高速复杂电路的方向发展。为了使电路的产量高成本低,要求增加器件的封装密度并尽可能保持不严格的尺寸对准容差。改进封装密度和工作速度要求缩短器件的沟道。可是,在标准MOS器件中,缩短沟道往往带来比器件本身电容要大的寄生电容,而且用普通工艺制作的短沟道MOS晶体管的击穿电压比较低。现在采用了各种工艺来减小寄生电容,诸如硅栅工艺、平面氧化工艺、离子注入工艺等。这些工艺是自对准的,减少了栅与源及漏的覆盖电容。     

B样条函数在短沟道MOS器件直流特性模拟中的应用

本文提出了采用B样条函数模拟MOS器件直流特性的新方法。基于“张量积”原理和重结点技巧,推导出满足MOS器件边界约束条件的三维二次B样条函数最小二乘法的数学模型,并开发了相应的 SMDC程序(Simulation for MOS DC Characteristics). 该程序对沟道长度分别为 8、5、3和 0.39μm的MOS器件直流特性的模拟结果表明,所有器件的计算值与测量值相符得很好,在器件的工作范围内,全部数据的平均相对误差只有2％左右.在IBM370/148机器上运行SMDC程序时,计算一个I_(DS)数据的CPU时间为0.1秒. 与集成电路通用模拟程序SPICE中的MOS解析模型相比较,SMDC程序在模拟短沟道MOS器件、尤其是沟道长度小于1μm的亚微米器件的直流特性的精度方面,具有明显的优越性.     

电源软启动电路MOS管失效原因分析

MOS管具有体积小、导通电阻低等优点，在大功率电源的软启动电路中被大量地使用。以某大功率电源在工作过程中发生软启动电路MOS管损坏为案例，通过开封检查，确定该MOS管为过功率损坏。首先，建立了软启动仿真电路，分析了电路启动波形，得出了MOS管过功率损坏过程；然后，通过实验验证了仿真结果的正确性，定位到外部供电电源异常导致MOS管损坏；最后，提出了规避电源软启动电路MOS管失效的思路，对于提高电源软件启动电路MOS管的质量与可靠性具有重要的意义。     

对《MOS管阈值电压的理论修正》一文的商榷

《半导体技术》1983年第3期中的《MOS管阈值电压的理论修正》(以下简称《理论修正》)一文,从实测的MOS管阈值电压与宽长比W/L有关并比理论值显著增大的现象出发,提出了一种主要发生在长沟道MOS管中的“沟道电阻效应”,并据此对传统的阈值电压公式作了理论修正.我们认为其中的一些概念需要加以澄清,问题的实质是对阈值电压的定义.此外,该文在计算沟道离子注入对阈值电压的调整时所用的公式也欠妥.     

甲类50W/甲乙类130W完全对称型直流功率放大器

完全对称型直流功率放大器的基本电路是从真空管直流功率放大器演变过来的。由于具有两种载流子,两种特性相反的器件,所以半导体放大器在电路的构成方面比真空管放大器更加灵活、应用范围更加广泛。用同样的前置电路可以任意设置输出级的偏置电压,输出级可以用各种功率放大器件构成、包括N沟道MOS—FNT、P沟道MOS—FET、N沟道V—FET、双极型晶体三极管、真空管等。完全对称型功率     

CMOS LC VCO中交叉耦合MOS管的结构和特点

在近年来的文献报道中,CMOS LC VCO中交叉耦合MOS管的电路结构变化多端.在不同的设计中,MOS管的类型、数目和连接方式有很多不同的结构.从其基本结构出发总结这些结构,就不同结构MOS管电路对振荡器性能做了简要分析.着重介绍了近年来在理论认识,低电压、低相位噪声和宽频率覆盖设计方面所做的努力.     

1986年南京工学院硕士研究生入学试题及题解

试题名称:线性电子线路一、1.在接成共发组态的晶体三极管中,基区宽度调制效应如何影响它的输入特性曲线(i_B～u_(BE))和输出特性曲线(i_(?)～u_((?)E))。2.试画出 N 沟道结型场效应管、N 沟道增强型 MOS 场效应管和 N 沟道耗尽型 MOS 场效应管的转移特性曲线(i_D～u_(GS))。二、用 N 沟道增强型 MOS场效应管构成的放大器(图1),T_2和 T_1均工作在饱和区,并有相同的特性,其中 T_2为 T_1的有源负载,E_G=5V。试画出它的交流等效电路,并求:1.输出静态工作点电压 U_0;2.T_2和 T_1管的跨导 g_(m1)和 g_(m2);3.电压增益 K=(u_0)/(u_i)。已知两管的特性均为如 i_D=k(u_(GS)-V_T)~2,式中 k=0.05mA/V~2,V_T=3V。三、一反馈放大器的环路增益为