Đang tải... (xem toàn văn)
Công nghệ cmos
TR ƯỜNG Đ ẠI H ỌC CÔNG NGHI ỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGH Ệ ĐI ỆN T Ử MÔN: CÔNG NGH Ệ VI ĐI ỆN T Ử CÔNG NGHỆ CMOS TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ Tiểu luận môn: Đề tài: GVHD: Vi Điện Tử Công Nghệ CMOS Nguyễn Văn An Nhóm MỤC LỤC I- GIỚI THIỆU II- CẤU TẠO - HOẠT ĐỘNG III- QUY TRÌNH CHẾ TẠO IV- ỨNG DỤNG V- Tổng kết CMOS LÀ CMOS, viết tắt "Complementary Metal-OxideGÌ??? Semiconductor" tiếng Anh, thuật ngữ loại công nghệ dùng để chế tạo vi mạch tích hợp Công nghệ CMOS dùng để chế tạo vi xử lý, vi điều khiển, RAM tĩnh mạch lôgíc số khác Công nghệ CMOS dùng nhiều mạch tương tự cảm biến hình ảnh, chuyển đổi kiểu liệu, vi mạch thu phát có mật độ tích hợp cao lĩnh vực thông tin Trong tên gọi vi mạch này, thuật ngữ tiếng Anh "complementary" ("bù"), ám việc thiết kế hàm lôgíc vi mạch CMOS sử dụng hai loạitransistor PMOS NMOS thời điểm có loại transistor nằm trạng thái đóng (ON) CẤU TẠO CHI TIẾT TRANSISTOR NMOS Có bốn cực: cổng (gate), nguồn (source), máng (drain), nền (body) Cực cổng – lớp oxide – cực nền tương đương với một transistor Cực cổng và cực nền là hai mặt dẫn SiO2 (oxide) là lớp cách điện tốt Do đó ta gọi là tụ bán dẫn – oxide – kim loại (metal – oxide – semiconductor (MOS) capacitor) Source Gate Drain Polysilicon Cực cổng chế tạo bằng kim loại chế tạo Polysilicon SiO2 n+ n+ p bulk Si NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Cực nền được nối với ground Khi cực cổng ở mức điện áp thấp: Cực nền loại P cũng ở mức điện áp thấp Chưa hình thành kênh dẫn Source Gate OFF Drain Không có dòng qua transistor: Polysilicon SiO2 n+ n+ p bulk Si S D NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Khi cực cổng ở mức điện áp cao : Tụ MOS được nạp điện dương ở cực cổng Ở cực nền mang điện tích âm Làm cho kênh dẫn ở phía dưới cực cổng thành loại n Dòng điện chạy Source bán dẫn Gate loại n từDrain nguồn đến máng, transistor ON Polysilicon SiO2 n+ n+ p bulk Si S D TRANSISTOR PMOS Cấu trúc gồm (Substrate) Silic loại n, hai vùng khuếch tán loại (p+) gọi nguồn (Source) máng (Drain) Giữa nguồn máng vùng hẹp n gọi kênh, phủ lớp cách điện (SiO2) gọi cổng oxit Bước 11: tạp chất xẽ bị khuếch tán tạo thành n+ bị loại dần Bước 12: thiết lập tương tự để hình thành P+ Bước 13: nối chúng lại với polysilicon Bước 14: phủ lên lớp kim loại THEO PH ƯƠNG PHÁP SOI Lợi CMOS CMOS có trở kháng đầu vào cao mà đặc tính quan trọng việc thiết kế khuếch đại tuyến tính ac.Trên CMOS tay khác có đáp ứng tần số thấp CMOS có ích Vi mạch xây dựng nhỏ hơn, nhiệt độ ổn định FETs CMOS thường - Dòng điện rỉ - Chế tạo phức tạp - Giảm công suất tiêu thụ - Giảm kích thước - Tăng tốc độ xữ lý SOI (silicon on insulator) • Trong công nghệ SOI, lớp vật liệu cách điện chèn vào phiến silíc, để lại phần silíc nhỏ cầu nối Lợi SOI với chèn thêm lớp cách điện này, điện dung tụ silíc cầu cực tiểu hoá, giảm thời gian cần thiết để thoát/nạp, để mở đóng cầu nối Điều giúp tăng số công việc xử lý đơn vị thời gian - SOI hạn chế tượng rò rỉ dòng điện - Cùng mức điện áp, tốc độ xử lí SOI nhanh BULK Chế tạo SOI wafer IV.Ứng Dụng • Công nghệ CMOS ứng dụng phát triển rộng rãi cảm biến máy ảnh, máy quay phim, chip, điện thoại, camera kỹ thuật số, PDA…) TỔNG KẾT CMOS rắc rối có mật độ đóng gói thấp họ MOS, điểm mạnh linh kiện chế tạo công nghệ CMOS có độ miễn nhiễu cao tiêu thụ lượng trạng thái tĩnh thấp CMOS tiêu thụ lượng nhiệt lượng tỏa thấp CMOS ứng dụng rộng rãi lĩnh vực công nghệ, kỹ thuật số [...]... với sự khuếch tán của nguồn/máng So sánh công suất tiêu tán và trì hoãn truyền của các loại ttl và cmos ở 5v Transistors as Switches Có thể xem các transistor MOS như các công tắc điều khiển bằng điện Điện áp cực cổng điều khiển đường dẫn từ nguồn đến máng d nMOS pMOS g=0 g=1 d d OFF g ON s s s d d d g OFF ON s s s Công Nghệ CMOS CỔNG ĐẢO A 0 1 A VDD Y A Y Y GND CỔNG ĐẢO... thái nghẹt Ids không phụ thuộc Vds Ta nói: dòng điện bão hòa Giống với nguồn dòng Vgs > Vt + - g + - Vgd < Vt d Ids s n+ n+ p-type body b Vds > Vgs-Vt Điên ̣ tích trong kênh dẫn Cấu trúc CMOS giống như một tụ hai bản cực song song khi hoạt động ở chế độ đảo Cổng – oxide – kênh dẫn Qchannel = CV C = Cg = εoxWL/tox = CoxWL Cox = εox / tox V = Vgc – Vt = (Vgs – Vds/2) – Vt... mức cao (VDD) Cực cổng ở mức thấp: transistor ON Cực cổng ở mức cao: transistor OFF Dấu tròn trong ký hiệu biểu thị tính chất đảo ngược Các thành phần và đặc tính liên quan TỤ ĐIỆN CMOS Tạo thành từ cực cổng và nền Các chế độ hoạt động Tích lũy Nghèo hạt dẫn Đảo polysilicon gate silicon dioxide insulator Vg < 0 + - p-type body (a) 0 < Vg < V t + - depletion region... OFF ON s s s Công Nghệ CMOS CỔNG ĐẢO A 0 1 A VDD Y A Y Y GND CỔNG ĐẢO A 0 1 VDD Y OFF 0 A=1 A Y Y=0 ON GND CỔNG ĐẢO A 0 1 VDD Y 1 0 ON A=0 Y=1 OFF A Y GND CỔNG NAND A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 Y Y A B CỔNG NAND CMOS A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 Y 1 ON A=0 B=0 ON Y=1 OFF OFF CỔNG NAND A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 Y 1 1 OFF A=0 B=1 ON Y=1 OFF ON CỔNG NAND A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 Y 1 1 1 ON A=1 B=0 OFF Y=1 ON OFF Cổng NAND 3 ngõ vào ... ỨNG DỤNG V- Tổng kết CMOS LÀ CMOS, viết tắt "Complementary Metal-OxideGÌ??? Semiconductor" tiếng Anh, thuật ngữ loại công nghệ dùng để chế tạo vi mạch tích hợp Công nghệ CMOS dùng để chế tạo...TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ Tiểu luận môn: Đề tài: GVHD: Vi Điện Tử Công Nghệ CMOS Nguyễn Văn An Nhóm MỤC LỤC I- GIỚI THIỆU II-... g OFF ON s s s Công Nghệ CMOS CỔNG ĐẢO A A VDD Y A Y Y GND CỔNG ĐẢO A VDD Y OFF A=1 A Y Y=0 ON GND CỔNG ĐẢO A VDD Y ON A=0 Y=1 OFF A Y GND CỔNG NAND A 0 1 B 1 Y Y A B CỔNG NAND CMOS A 0 1 B 1