什么是高性能金属-氧化物-半导体集成电路?

什么是高性能金属-氧化物-半导体集成电路?

[拼音]：gaoxingneng jinshu-yanghuaw bandaoti jicheng dianlu

[外文]：high performance MOS integrated circuit

器件和电路连线的尺寸按某种规律缩小，其他有关参数随着相应变化，以达到高性能(速度快、功耗低、集成密度高)指标的硅栅NMOS电路技术，简称HMOS。

按比例缩小原则

表中数值为MOS器件尺寸和电压等参数缩小K分之一、衬底浓度增大K倍以后，电路性能提高的情况：速度提高K倍、功耗降至1/K2、功耗-延迟乘积降至1/K3。MOS电路尺寸的微细化，对提高超大规模集成电路的性能有很大的作用。此表是按照缩小前后MOS晶体管沟道区电场不变的原则推算出来的(通常称为恒定电场按比例缩小原则)。在实际电路中，希望电源电压保持不变，因此出现了恒压按比例缩小原则。这时所得到的性能改进，比表中所列数值差一些。实际HMOS技术规范并非严格按照某种比例原则制定的，而是要兼顾微细化加工水平、电源电压兼容性、各种次噪效应的抑制、电路的可靠性和成品率等多种因素。

微细化 MOS电路的次级效应

MOS 器件的尺寸缩小到一定程度后，会出现一系列的次级效应。

（1）短沟道效应：沟道过短时，开启电压随漏源电压的升高和沟道长度的减小而降低。

（2）窄沟道效应：沟道太窄时，开启电压随沟道宽度的减小而升高。

（3）源、漏穿通：沟道过短并加上一定的V


时，源结和漏结耗尽区会碰在一起，从而引起 MOS晶体管源、漏间的穿通。

（4）漏电压对源势垒的调制效应：在源、漏穿通之前，因结耗尽区的靠近，漏电压会使源结的势垒降低，从而增大亚阈值电流，使MOS晶体管失去良好的开关性能。

（5）热电子效应：沟道长度缩短到一定程度后，沟道区内的电场变得很强，使电子温度升高。一部分热电子将有可能注入栅介质层并陷落在氧化层的陷阱中，引起开启电压的漂移，从而使长期工作不尽可靠。