看模拟版图艺术时的一点疑惑

terry8876 · 发表于 2011-9-21 15:27:01

马上注册，结交更多好友，享用更多功能，让你轻松玩转社区。

您需要登录才可以下载或查看，没有账号？注册

x

刚刚看到模拟版图艺术时，第11章晶体管，有个小疑惑，P372末尾讲：薄栅氧化层能承受更高的电场强度。为什么薄一点的反而能承受更高一点的电场强度呢？
后面又说到薄栅氧化层易受到介质击穿，那做MOS管的栅氧化层做薄一点好还是做厚一点好？

guozhuoqi · 发表于 2011-9-21 21:28:58

越厚越不会击穿。先进制程使得栅氧不断变薄，为了防止遂穿采用了高K栅氧使得等效栅氧变厚。

bellona · 发表于 2011-9-23 22:20:55

回答一楼的第一个问题：
首先要区分电场强度和电压的差别，薄的栅氧耐受的电压会降低，但是单位厚度下耐受的电压（即电场强度）实际上是可以增大的
它的原理可很粗略的解释为：栅氧厚度逐渐降低后（目前只有几个原子厚度），厚度开始接近载流子运动的平均自由程，载流子在栅氧晶格中加速运动并碰撞晶格产生类似雪崩击穿的可能性逐渐降低；即使碰撞晶格产生了二次的载流子，该载流子也得不到足够的加速。因此薄栅单位厚度下耐受的电压自然就升高了。这个和气体的放电击穿类似，只不过大气压下气体分子的平均自由程远大于固体中载流子的平均自由程，气体的介质击穿场强在气隙小于2um左右时就开始增大了

第二个问题二楼已经回答的很好了，栅氧太薄耐受的栅极电压过低，而且也会因为隧穿效应导致栅极漏电流过大。因此只能选择高K材料以保证厚栅的情况下仍能得到类似于薄SiO2栅的沟道控制能力（类似gm）