文档介绍：兰州大学
硕士学位论文
单电子晶体管和MOS管的混合电路设计与仿真
姓名:孔阳阳
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:刘肃
20070601
日期:幽:翌论文作者签名:旌豳幽原创性声明本人郑重声明:本人所呈交的学位论文,是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。学位论文中凡引用他人已经发表或未发用的内容外,不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体,均已在文中本声明的法律责任由本人承担。表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。除文中已经注明引以明确方式标明。
一~:一新虢译⋯半关于学位论文使用授权的声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品,知识产权归属兰州大学。本人完全了解兰大学有关保存、使用学位论文的规定,同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权兰州大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用任何复制手段保存和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,第一署名保密论文在解密后应遵守此规定。单位仍然为兰州大学。
摘要关键词:单电子单电子晶体管J;黄魇W;器随着集成电路向着高集成度,高速度和低功耗的方向发展,传统的集成电路将会遇到问题,解决的途径有两种:啬Χ杉绦⒄梗捎眯录际踅一步提高以为基础结构的集成电路特性;子器件和电路。而单电子晶体管作为最具代表性的纳电子器件,被认为是最有可能替代艿男缕骷鸩皆诠谕庀破鹆说サ缱拥难芯咳取本文结合当今国内外对单电子电路的研究,提出了一种新型的模数转换器褪W;黄电路,它们主要由单电子晶体管、骞芎电容组成。这种混合单电子/虳电路兼有单电子电路和缏返挠点。利用单电子晶体管的旯勰P筒问械サ缱樱眔旌螦和缏的设计和仿真。使用抡嫫鞫曰旌系サ缱优髈蘘位缏方了仿真。仿真结果表明提出的两种电路可以在室温下进行正常的模数/和数模/转换。这两种混合单电子/和缏肪哂幸韵乱恍┯诺悖和传统的虳电路相比,结构更简单、功耗更低;偷サ缱泳管虳电路相比,具有更大的负载能力以及更大的模拟输入输出范围,并且能够用现代硅工艺来实现;;黄德矢撸咝远群茫电路的分辨率可以分别采用流水线的结构和级联权电容的方法来提高。肀脔杈斗⒄剐略砟傻和兰州大学硕士学位论文
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第一章引言微电子技术的现状与发展多年里,大约每三年集成度增加四倍,特征尺寸缩小为原尺寸的】/√以集成电路为标志的微电子技术无所不在,已经成为信息社会的基础,同时也为社会经济的发展做出了重要贡献。在电子工业交易中,半导体产品占有主导地位并且比所有电子工业市场的其他产品有更高的增长速度。自从世纪年代后期集成电路问世以来,人们就一直追求在芯片上有更多的晶体管,能够完成更多的功能,从一代到下一代芯片的基本价格变化却很小,这是由于较高的集成度导致完成每项功能的价格降低。这是驱动芯片发展的最基本动力。现在还在向更小的工艺发展。技术飞速的进步,促使人们不断探究现代半导体器件最终的物理极限。年,蚆致哿薓器件预期的最小尺寸。像氧化层击穿、源一漏穿通、沟道的离子注入等限制尺度下降的主要效以存储技术为代表的半导体集成电路遵守著名的桑矗涸诠サ在可以预知的未来,这种趋势仍将继续保持下去。当前硅微电子芯片的特征线宽已经做到了和,的工艺也正在发展之中。面对这样一种情况,人们会问,现代半导体器件的物理极限是什么贝尘骞芎图傻缏纷钪沾锏剿的极限的时候,信息技术将如何发展骷锢硌Ъ液虸こ淌Χ夹枰K伎颊飧鑫侍狻表硅基集成电路尺寸变化特征尺寸表面起伏栅长应都考虑到了。年份等效氧化层厚度结深根据摩尔定律的预测,未来年硅基微电子领域的发展见表,到兰州大学硕士学位论文第一章引言·一.——
臣傻缏方徊椒⒄菇ɑ嵊龅降奈侍年,和钚〕叽绲淖钚〕叽缃ǚ直鸫镏和’2斡牍ぷ髯;坏电荷将只有几百个电子。这种尺寸已经接近传统集成电路的物理极限和技术极限,并且可能阻碍微电子工艺在传统电路的基础上按比例缩小。以上问题以及随着建厂投资的指数级增长都将限制传统艺的发展速度。因此就必须为传统的昭罢倚碌某雎罚⒄剐碌钠骷偷缏贰4幽擅准际醯墓鄣憷纯矗谌年就引入了低于募际酢U飧鍪焙蚬饪碳际踅ǹ齑锏剿募蓿枪庋曝光技术就有了发展的机会。例如,打印技术捅坏作低于腃艺的候选者。当集成电路的特征尺寸进入亚微米以后,进一步发展的阻力将不仅来源于制造技术,更多的会来源于一些小尺寸、高密度集成所带来的物理限制:短沟道效应:随着骷档莱ざ人醵蹋骷你兄档缪箆牍档莱ざ鹊关联度进一步加强,需要设法改进器件沟道结构以抑制短沟道效应。强场效应:器件纵横向尺寸缩小,而电源电压并不能等比例缩小,使得栅绝缘介质和