2022-2023学年高二物理 MOS管的宽度和长度 竞赛课件(共13张PPT)

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2022-2023学年高二物理 MOS管的宽度和长度 竞赛课件(共13张PPT)

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MOS管的宽度和长度
宽度
自对准晶体管的绘制长度等于版图中跨过多晶硅栅从源区到漏区的距离
由于过度刻蚀、刻蚀不足、横向扩散等因素,晶体管的有效宽度比略有变化,此变化与栅的尺寸无关
长度
多晶硅栅两端必须超过源/漏区边界,以防源区和漏区短路
自对准晶体管的宽度由沟槽掩模而不是多晶硅掩模决定,其绘制宽度等于版图中沟槽图形或NMoat/PMoat图形宽度
由于鸟嘴效应、横向扩散等因素,晶体管的有效宽度比略有变化,此变化与栅的尺寸无关
MOS管的宽度和长度
2
(A) N阱;(B) P阱;(C) 双阱
3
采用硼和磷实现沟道终止注入的N阱CMOS晶圆
沟道终止注入
4
天然(Native)晶体管
天然的阈值电压取决于栅和背栅的掺杂及栅氧化层的厚度
电流设计者也可以使用天然晶体管
经过调整的晶体管
通过对沟道区的注入可以改变MOS晶体管的阈值电压
P型注入使阈值电压正向移动
N型注入使阈值电压负向移动
阈值调整注入
5
(A) 天然NMOS;(B) 天然PMOS
天然(Native)晶体管版图
6
双掺杂多晶硅CMOS晶体管的剖面图
双掺杂多晶硅CMOS晶体管
7
恒定电压按比例缩小
保持晶体管工作电压不变的前提下缩小其尺寸
恒定电场按比例缩小
降低电源电压使晶体管中的电场在尺寸缩小的情况下保持恒定
大多数现代工艺都使用某种形式的恒定电场按比例缩小
光学收缩、选择性栅极尺寸收缩
按比例缩小晶体管
改善性能,寄生电容变小,开关速度变快,翻转功耗降低
应用于数字逻辑电路可得到预期效果
应用于模拟电路或混合信号电路则必须对电路性能重新评估
按比例缩小晶体管
8
(A) 比例100%;(B)光学收缩至80%
(C) 有选择的将绘制栅长收缩至80%
按比例缩小晶体管
9
(A) 分为三段;(B) 分为四段
相邻分段共享源、漏叉指,节约面积,降低寄生结电容
适用于较大(>10)的晶体管
分段晶体管
10
合并晶体管M1和M2共用一个源极
合并晶体管
11
二输入与非门
(A) 原理图;(B) 版图
合并晶体管实例
12
折叠PMOS晶体管,适用于长沟道晶体管
每个直角拐角使沟道总长度增加1/2沟道宽度
沟道总长度为
折叠晶体管
13

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