微电子器件（4-8）.pptVIP免费

4.84.8体硅体硅MOSFETMOSFET的发展方向的发展方向MOSFET的发展方向主要是沟道长度的不断缩短，目前已经缩短到小于0.1m。这种发展趋势可以用摩尔定律摩尔定律来描述：MOS集成电路的集成度每18个月翻一番，最小线宽每6年下降一半。目前预测的最小极限尺寸是25nm，尽管这种对极限尺寸的预测也在不断下调。MOSFET的发展过程，就是在不断缩短沟道长度的同时，尽量设法消除或削弱短沟道效应的过程。4.8.14.8.1按比例缩小的按比例缩小的MOSFETMOSFET11、、恒场按比例缩小法则恒场按比例缩小法则为了消除或削弱短沟道效应，除了采用一些特殊的结构外，在VLSI中，主要采用按比例缩小法则。设K为缩小因子，K>1。恒场按比例缩小法则要求jOXOXjGSDSAAGSDS,,,,,,xTLZLZTxKKKKVVNKNVVKKTTpdpd2pdpd3GSDsub,,,ddlngfKftPtPKKPtPtKVSIms跨导不变，最高工作频率延迟功耗功耗延迟乘积亚阈区摆幅不变。这时器件及集成电路的性能发生如下改变：TDTD,,,VIVIKKCCK阈电压漏极电流总栅电容22、、恒场按比例缩小法则的局限性恒场按比例缩小法则的局限性(1)亚阈区摆幅S不变会使亚阈电流相对增大，对动态存储器特别不利。(2)某些电压参数不能按比例缩小，例如Vbi和2FB等。(3)表面反型层厚度b不能按比例缩小。可以将反型层看作一个极板间距为b且与COX相串联的电容，使总的有效栅电容偏离反比于TOX的关系而逐渐饱和。(5)电源电压不能完全按比例缩小。(4)寄生电阻的限制。AAFPFPiilnlnNKNkTkTqnqn33、、其它按比例缩小法则其它按比例缩小法则(1)修正的恒场按比例缩小法则(2)(3)恒亚阈电流缩小法则(4)恒压按比例缩小法则123minjOXd,Sd,DLAxTxx4.8.24.8.2双扩散双扩散MOSFETMOSFET(1)沟道长度由两次反型扩散的结深之差决定。可以使沟道长度制作得又短又精确。特点：特点：(2)在沟道和漏区之间插入一个N‑漂移区，可以减小寄生电容Cgd，提高漏源击穿电压，减小沟道长度调制效应，防止漏源穿通，抑制衬底电流和热电子效应等。4.8.34.8.3深亚微米深亚微米MOSFETMOSFET11、、量子效应的影响量子效应的影响对于深亚微米MOSFET，根据按比例缩小法则，必须采用重掺杂衬底和薄栅技术。这样能带在表面的弯曲将形成足够窄的势阱，使反型层中的载流子在界面处量子化量子化。计算表明，量子效应使反型层电子浓度的峰值离开界面。量子效应使反型层电子浓度的峰值离开界面。可以将该现...