CMOS,CMOS集成電路閂鎖效應(yīng)措施詳解！
信息來源：本站 日期：2017-05-22
CMOS電路的阱結(jié)構(gòu)最主要的問題在于閂鎖現(xiàn)象，閂鎖是由阱結(jié)構(gòu)中寄生的pn—p-n二極管作用所造成的，如圖6.3】所示，寄生的p—n-I，一n二極管是由一橫向的p-n-p及一縱向的n-p-n雙極型晶體管所組成的．p溝道MOSFFT的源極、n襯底及p阱分別為橫向p-n-p雙極型晶體管的發(fā)射極、基極及集電極；n溝道MOSFET的源極、p阱及n襯底分別為縱向n-p-n雙極型晶體管的發(fā)射極、基極及集極其寄生部分的等效電路如圖6.32所示．凡及Rw分別為襯底及阱中的串聯(lián)電阻．每一晶體管的基極是由另一晶體管的集電極所MOS管驅(qū)動，并形成一正反饋回路，其架構(gòu)就如第5章中所討論的可控硅器件( thyristor)．閂鎖發(fā)生于兩個雙極型晶體管的共射電流增益乘積大于l時．當(dāng)發(fā)生閂鎖時'一大電流將由電源供應(yīng)處(Vpo)流向接地端，導(dǎo)致一般正常電路工作中斷，甚至?xí)捎诟唠娏魃岬膯栴}．而損壞芯片本身．
為避免發(fā)生閂鎖效應(yīng)，必須減少寄生雙極型晶體管的電流增益，一種方法是使用金摻雜或中子輻射，以降低少數(shù)載流子的壽命，但此方法不易控制且也會導(dǎo)致漏電流的增加．深阱結(jié)構(gòu)或高能量注入以形成倒退阱( retrograde well)，可以提升基極雜質(zhì)濃度，因而降低縱向雙極型晶體管的電流增益．在倒退阱結(jié)構(gòu)中，阱摻雜濃度的峰值位于遠(yuǎn)離表面的襯底中．另一種減少閂鎖效應(yīng)的方法，是將器件制作于高摻雜襯底上的低摻雜外延層中，如圖6. 33所示．高摻雜襯底提供一個收集電流的高傳導(dǎo)路徑，這些電流隨后會由表面接點流出．
閂鎖亦可通過溝槽隔離（trench isolation．或譯溝渠絕緣）結(jié)構(gòu)來加以避開，制作溝槽隔離的工藝將于第14章中討論．因為n溝道與p溝道MOSFET被溝槽所隔開，所以此種方法可以消除閂鎖．
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