場效應(yīng)器件物理--緒論-資料下載頁
2025-08-05 04:38本頁面
【正文】 O2的 6倍： 一 6nm厚的 HfO2產(chǎn)生的電容相當于 1nm的 SiO2 ? HighK材料與多晶硅與柵兼容性差： 用硅化金屬電極 (Metal Gate)取代多晶硅。 TiN ? 45nm高 k +金屬柵 制程技術(shù)，跟 65nm工藝相比， ? 將晶體管數(shù)量提高近 2倍，產(chǎn)品面積小了 25%， 場效應(yīng)器件發(fā)展 新器件 4 2022/8/24 XIDIAN UNIVERSITY 26 ? 22nm工藝，采用了三柵 3D晶體管，器件結(jié)構(gòu)有了新突破 ? 三柵結(jié)構(gòu)比平面柵結(jié)構(gòu)多了兩個柵電極， ? 每一柵都控制硅表面的一部分，三個柵電極都用來控制溝道電流 ? 柵對溝道的靜電控制增強 場效應(yīng)器件發(fā)展 新器件 5 2022/8/24 XIDIAN UNIVERSITY 27 ? 襯底的變化： ? 體硅 CMOS ? SOI（ SiliconOnInsulator，絕緣襯底上的硅） CMOS： 可實現(xiàn) IC中元器件的介質(zhì)隔離，徹底消除了體硅 CMOS閂鎖效應(yīng) ? 應(yīng)變硅技術(shù)： 提高晶體管的電流強度、運行速度、芯片工作頻率 場效應(yīng)器件發(fā)展 新器件 6 2022/8/24 XIDIAN UNIVERSITY 28 ? 柵的變化： ? 柵材料： SiO2+Al柵， SiO2+polySi柵 ,高 K柵介質(zhì) +金屬柵 ? 柵的結(jié)構(gòu)：單柵器件，三柵器件；圍柵器件 ? 圍柵 MOSFET： ? 柵環(huán)繞著一個柱形硅條，整個溝道區(qū)被柵極完全包圍， ? 柵控能力大大增強，有效抑制了短溝道效應(yīng)和泄漏電流 場效應(yīng)器件發(fā)展 新器件 7 2022/8/24 XIDIAN UNIVERSITY 29 ? 器件新結(jié)構(gòu)、新材料的出現(xiàn)，使得摩爾定律繼續(xù)發(fā)展 ? 大量研發(fā)工作需進行： ? 加工工藝層次：如光刻技術(shù)、互連技術(shù)等、 ? 電路技術(shù)層次：低電壓、低功耗。 ? 器件：小尺寸器件輸運理論、器件模型、結(jié)構(gòu)、可靠性。 ? 材料：新材料導(dǎo)電性兼容性等 ? 研究和創(chuàng)新需要繼續(xù) 本門課主要內(nèi)容 ? 第 11章 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管基礎(chǔ) ? 第 12章 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管： 概念的深入 ? 第 13章 結(jié)型場效應(yīng)晶體管 2022/8/24 XIDIAN UNIVERSITY 30 ? FET為高輸入阻抗， 1010歐姆： ? 驅(qū)動功率小，易與標準的微波系統(tǒng)匹配 ? FET為電壓控制器件， BT為電流控制器件 ? FET通過 VG控制溝道開閉 → ID=0,max，用作數(shù)字開關(guān)器件 ? FET通過 ΔVG控制溝道厚度 → ΔID，用作模擬放大器件 ? FET用跨導(dǎo) gm表征放大能力， BT用 ?表征放大能力 ? FET： gm≡ΔID/ΔVG ? BT： ? ≡ΔIC /ΔIB ? FET中只有多子參與導(dǎo)電， BT中少子、多子同時參與導(dǎo)電 2022/8/24 XIDIAN UNIVERSITY 31 FET區(qū)別于 BT的特性 （ 1） 2022/8/24 XIDIAN UNIVERSITY 32 ? FET的電流形成機構(gòu)以漂移為主， BT的電流形成機構(gòu)以擴散為主 ? FET無正偏 PN結(jié)，所以無少子存儲效應(yīng) ? FET的大信號開關(guān)速度較高 ? FET具有負電流溫度系數(shù)， BT具有正電流溫度系數(shù) ? FET整個器件溫度分布更均勻，不會出現(xiàn) BT中發(fā)生的二次擊穿 qkTD＝?TDI ??TI 1?? ?BT： 少子擴散電流 FET ： 多子漂移電流 愛因斯坦關(guān)系 FET區(qū)別于 BT的特性 （ 2）
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