文档介绍：不断缩小器件尺寸、提高集成密度,一直是 MOSIC 发展的动力和趋势。器件尺寸的缩小会对器件性能和电路性能带来影响,特别是 MOS 晶体管沟道长度的缩小会引起各种短沟效应。为了在提高集成度的同时,使电路性能也不断改善,器件尺寸的缩小不能是任意的,必须遵从一定的规则。 1974 年 R. H. Dennard 等人首先提出了 MOS 器件“按比例缩小”的理论。第一章器件按比例缩小 VLSI 分析与设计甘学温教授 1 ? CE 规则按比例缩小理论? CV 规则按比例缩小理论? QCE 规则按比例缩小理论§1 按比例缩小理论 2 ?器件的横向尺寸和纵向尺寸缩小α倍?外加电压按同样比例缩小?衬底掺杂浓度按同样比例增大 CE 规则按比例缩小 A A DD DD jjox ox ' /' /',/',/',/'NN VV xxttWW LL???????????? 3 MOS 器件按比例缩小 4按 CE 规则缩小后的器件性能 1. 耗尽层厚度的变化?????????/''' 2' 2 2/1 0 2/1 0d BS DS biA si d BS DS biA si dXVVVqN X VVVqN X???????????????????52. 阈值电压的变化?? 2/1 2 02 22??????????????????? BS F ox A si Fox ox MS TVC Nq C Q V?????????????/ )2(2 11 )2(20 0 T BS FA si ox ox ox ox BS F si ox ox TV Q C VNqC QV????????????????????? 63. 工作电流的变化?? eff12 D ox GS T DS DS W I C V V V V L ??? ?? ?????? ???? ??? ????/ D DII effoxWCL ? ????? ?? ???? eff12 D ox GS T DS DS W I C V V V V L ??? ?? ?????? ???? ??? ? 7 MOS 器件缩小前后的输入特性 8 MOS 器件缩小前后的输出特性 9 1/ ( ) L d d Dn L N P i ox i C V t t I C W W LC ??? ???? ??? ?? 3/)(?????? PDP tP PDP d4. 延迟时间和功耗的变化 2 ' ' ' 2 2 '( ) ( ) L DD D D L DD C V P P f C V f ??? ?? ???? ? ?? ???? ??? 10