CMOS,CMOS集(ji)成电路闩锁效应(ying)措(cuo)施详(xiang)解！
信息(xi)来源(yuan)：本(ben)站(zhan) 日期：2017-05-22
CMOS电路的阱结构最主要的问题在于闩锁现象，闩锁是由阱结构中寄生的pn—p-n二极管作用所造成的，如图6.3】所示，寄生的p—n-I，一n二极管是由一横向的p-n-p及一纵向的n-p-n双极型晶体管所组成的．p沟道MOSFFT的源极、n衬底及p阱分别为横向p-n-p双极型晶体管的发射极、基极及集电极；n沟道MOSFET的源极、p阱及n衬底分别为纵向n-p-n双极型晶体管的发射极、基极及集极其寄生部分的等效电路如图6.32所示．凡及Rw分别为衬底及阱中的串联电阻．每一晶体管的基极是由另一晶体管的集电极所MOS管驱动，并(bing)形成(cheng)一正反馈回路，其架(jia)构就如第5章中(zhong)(zhong)所讨论的可控硅器件( thyristor)．闩锁(suo)发(fa)生(sheng)于(yu)两个(ge)双极型晶体(ti)管的共射电(dian)流增益乘积大于(yu)l时．当发(fa)生(sheng)闩锁(suo)时'一大电(dian)流将由(you)电(dian)源供应处(Vpo)流向(xiang)接地(di)端(duan)，导致(zhi)一般正常(chang)电(dian)路工作中(zhong)(zhong)断，甚至会(hui)由(you)于(yu)高电(dian)流散(san)热的问题．而(er)损(sun)坏芯片本身(shen)．
为避免发(fa)生闩锁效应，必须(xu)减少寄(ji)生双极(ji)型晶体(ti)管的(de)电流增(zeng)益(yi)，一种方(fang)法是使用金掺(chan)(chan)杂或中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)辐(fu)射(she)，以降(jiang)低少数载流子(zi)的(de)寿命，但(dan)此方(fang)法不易控制且也会(hui)导致漏电流的(de)增(zeng)加．深阱结(jie)构(gou)或高(gao)(gao)能(neng)量注入(ru)以形成倒退阱( retrograde well)，可以提升基极(ji)杂质浓(nong)度，因而降(jiang)低纵向双极(ji)型晶体(ti)管的(de)电流增(zeng)益(yi)．在(zai)倒退阱结(jie)构(gou)中(zhong)(zhong)(zhong)，阱掺(chan)(chan)杂浓(nong)度的(de)峰(feng)值位(wei)于远(yuan)离表(biao)面的(de)衬底中(zhong)(zhong)(zhong)．另一种减少闩锁效应的(de)方(fang)法，是将器件制作(zuo)于高(gao)(gao)掺(chan)(chan)杂衬底上的(de)低掺(chan)(chan)杂外延层中(zhong)(zhong)(zhong)，如图6. 33所示．高(gao)(gao)掺(chan)(chan)杂衬底提供一个收(shou)集电流的(de)高(gao)(gao)传(chuan)导路径(jing)，这些(xie)电流随后会(hui)由(you)表(biao)面接点流出．
闩锁(suo)亦可通过沟槽(cao)(cao)隔(ge)离（trench isolation．或译沟渠绝缘）结构来加以避开，制作(zuo)沟槽(cao)(cao)隔(ge)离的工艺将于第14章中(zhong)讨(tao)论．因为n沟道与p沟道MOSFET被沟槽(cao)(cao)所隔(ge)开，所以此种方法可以消除闩锁(suo)．
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