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CMOS工艺威廉希尔官方网站 的概念、发展历程、优点以及应用场景介绍

中科院半导体所 来源:Tom聊芯片智造 2024-03-12 10:20 次阅读

CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor, 互补金属氧化物半导体)工艺威廉希尔官方网站 是当今集成电路制造的主流威廉希尔官方网站 ,99% 的 IC 芯片,包括大多数数字、interwetten与威廉的赔率体系 和混合信号IC,都是使用 CMOS 威廉希尔官方网站 制造的。

什么是P型半导体与N型半导体?

P型半导体是将三价元素(如硼或镓)掺杂到硅中产生的。三价原子的外层有3个电子,与相邻的硅原子共享时,会形成一个空穴,当其他电子填补这个空穴时,空穴就会移动到新的位置,并形成电流

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N型半导体是将五价元素(如磷、砷)掺杂到硅中产生的。五价原子的外层有5个电子,其中4个与相邻的硅原子共享,形成共价键,而第5个电子由于与核的结合力较弱,容易变为自由电子,自由电子移动则形成电流。

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CMOS的发展历程?

先由PMOS发展到NMOS,又发展为CMOS,目前CMOS威廉希尔官方网站 渐渐不能胜任需求,又发展出BiCOMS、BCD 和HV-CMOS 等多个变种工艺威廉希尔官方网站 。

在PMOS晶体管中,源极(Source)和漏极(Drain)是由p型半导体制成,衬底(Substrate)是n型半导体。当在栅极(Gate)和源极之间施加负电压时,空穴被吸引到栅极下方形成导电通道,使电流能够通过。

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NMOS(N型金属氧化物半导体)NMOS 晶体管采用相反的方法。源极和漏极采用n型半导体,衬底采用p型半导体。当栅极相对于源极呈正电压时,会在N型硅基底和氧化层之间形成负电荷载流子导电的“沟道”,实现电流的导通。

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CMOS威廉希尔官方网站 是将NMOS和PMOS晶体管集成在同一个IC上的威廉希尔官方网站 。在CMOS电路中,NMOS和PMOS晶体管是互相补充的关系,即当一个导通时,另一个关闭。

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CMOS的优点

1,功耗极低:在没有信号变化时,一个CMOS逻辑门中要么是NMOS导通要么是PMOS导通。因此,静态功耗很低,只有在信号切换时才有显著功耗。较低的功耗意味着与单独基于 PMOS 或 NMOS 的 IC 相比,基于CMOS 威廉希尔官方网站 的 IC 产生的热量更少。

2,高抗噪性

3,集成度更高:随着工艺威廉希尔官方网站 的发展,晶体管的尺寸不断缩小。在同样的芯片面积内集成更多的晶体管,从而提高了集成度。且CMOS威廉希尔官方网站 支持模拟和数字电路的集成,这使得在单一芯片上实现复杂的系统级功能,例如系统级芯片(SoC)就是将处理器、内存、mems等多种功能集成在单一芯片上的威廉希尔官方网站 。

CMOS的应用场景

CMOS威廉希尔官方网站 用于构建集成电路(IC)芯片,包括微处理器微控制器、存储芯片和其他数字逻辑电路。CMOS 威廉希尔官方网站 还用于模拟电路,例如图像传感器、数据转换器、射频电路( RF CMOS ) 等。





审核编辑:刘清

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原文标题:CMOS工艺制程介绍

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