WDTCIM - WDM - Adamus666GT

WDTCIM.doc
(1069 KB) Pobierz
1. Narysować przekrój tranzystora MOS z kanałem wzbogaconym
typu n. Narysować topografię tranzystora.
2. Narysować przekrój tranzystora MOS z kanałem zubożanym
typu p. Narysować topografię tranzystora.
1.a) Narysować przekrój tranzystora MOS z kanałem wzbogacanym typu n.
Narysować topografie tranzystora
2.a) Narysować przekrój tranzystora MOS z kanałem zubożanym typu p.
Narysować topografie tranzystora
3. Charakterystyka przejściowa tranzystora NMOS z kanałem
zubożanym i jej zależność od temperatury.
Ruchliwość nośników w kanale  oraz napięcie progowe VT są zależne od
temperatury. Ruchliwość w przybliżeniu jest proporcjonalna do T–3/2, a więc maleje ze
wzrostem temperatury. Napięcie progowe maleje ze wzrostem temperatury typowo o
2mV/K. W związku z tym temperaturowy współczynnik zmian prądu renu dIDS /dT
może przyjmować dodatnie, ujemne lub zerowe wartości.
4.Jaka rezystancję wejściową posiada NMOS ? Dlaczego?
Rezystancja wejściowa tranzystora MOS (NMOS-także) to rezystancja
bramki.
Bramka jest izolowana izolatorem o rezystancji ok. 1015.
5. Na czym polega proces dyfuzji - wyjaśnić. Co to jest dyfuzja lateralna?
Dyfuzja w ciele stałym polega na ruchu atomów w sieci krystalicznej pod
wpływem gradientu ich koncentracji (różnicy koncentracji w różnych
obszarach sieci). Jest to jeden ze sposobów domieszkowania płytki
półprzewodnikowej. Im wyższa temperatura tym proces dyfuzji zachodzi
szybciej (w technologii krzemowej stosuje się temperatury 800-1200C).
Dyfuzja lateralna – dyfuzja zachodząca w kierunku poziomym w głębi płytki
podłożowej
Dyfuzja lateralna jest to zjawisko nachodzenia warstw drenu i źródła pod obszar
bramki, wynikiem czego są pojemności bramka-dren CGsov i bramka-źródło CDsov.
Dwa sposoby przeprowadzania procesu dyfuzji :
- ze źródła nieskończonego, nieograniczone dostarczanie atomów domieszki
do podłoża co pozwala na osiągnięcie stałej koncentracji atomów na
powierzchni podczas procesu
- ze źródła skończonego, liczba atomów domieszki w podłożu i na
powierzchni jest stała, dyfundujące atomy ubywają z powierzchni
Dwa etapy procesu dyfuzji :
- predyfuzja, wytworzenie na płytce podłożowej tlenku domieszki (odpowiada
modelowi dyfuzji ze źródła nieskończonego)
- redyfuzja domieszki, dyfuzja (wnikanie) atomów domieszki, powstałych w
wyniku reakcji tlenku domieszki z krzemem, w głąb podłoża (odpowiada
modelowi dyfuzji ze źródła skończonego)
6. Różnica między dyfuzją a implantacją jonów.
Różnice : (sprawdźcie to proszę i dopiszcie w razie czego)
a) mechanizm domieszkowania, ruch atomów pod wpływem gradientu ich
koncentracji w przypadku dyfuzji, wbijanie atomów domieszki
przyspieszonych w polu elektrycznym w podłoże dla implantacji
b) temperatura – proces dyfuzji wymaga dużej temperatury zaś implantacja
nie
c) defekty sieci krystalicznej – powodowane przez proces implantacji a przez
dyfuzję nie
d) profil domieszkowania – rożny rozkład domieszek (dla implantacji
przybliżany rozkładem statystycznym Gaussa), podobny profil do powstałego
w wyniku dyfuzji można osiągnąć w wyniku implantacji przez cienką warstwę
tlenku krzemu
7. Na czym polega technologia z bramką samocentrującą i jaka jest jej
podstawowa zaleta?
Bramka samocentrująca to technologia, w której wykorzystuje się polikrzemową
bramkę tranzystora jako maskę w procesie implantacji płytki podłożowej przy
domieszkowaniu obszarów pełniących rolę źródła i drenu – zapewnia to, że obszary
drenu i bramki oraz źródła i bramki nie zachodzą na siebie, co minimalizuje
pojemności pasożytnicze między tymi elektrodami.
8. Jak zaprojektować inwerter CMOS aby czas narastania i opadania
sygnału wyjściowego były jednakowe?
Dla otrzymania współczynnika =1 projektant powinien ustalić (Weffp / Leffp)=(23)
(Weffn / Leffn). Zazwyczaj produkuje sie układy przyjmując minimalną dopuszczalną
długość tranzystorów, wynikającą z procesu technologicznego. Dlatego typowo kanał
tranzystora PMOS będzie 23 szerszy od kanału tranzystora NMOS. Dla
współczynnika =1 uzyskujemy jednakowy prąd ładujący i rozładowujący
pojemności obciążenia, a co za tym idzie, jednakowe opóźnienia inwertera przy
załączaniu i wyłączaniu.
9. Co to jest parametr transkonduktancji? W jakich jednostkach się go
wyraża? Przedstaw je używając podstawowych jednostek układu SI.
Parametr transkonduktancji kp jest zdefiniowany jako:
gdzie: μ – ruchliwość nośników [cm2/Vs]
Cox – pojemność kondensatora przypadająca na jednostkę
powierzchni [F/m2].
Jednostki:
Jednostki podstawowe:
10. Narysować schemat inwertera NMOS z obciążeniem w postaci
rezystora
10.a) Narysować schemat inwertera NMOS z obciążeniem w postaci rezystora,
tranzystora MOS z kanałem wzbogacanym, tranzystora MOS z kanałem
zubożanym.
11. Co to jest napięcie progowe NMOS? Od czego zależy?
Napięcie progowe (oznaczenie VT) jest to taki poziom napięcia na
bramce (VG), przy którym potencjał powierzchniowy ΦS (różnica między
samoistnym poziomem Fermiego Ei w głębi i na powierzchni półprzewodnika)
osiągnie wartość podwojonego potencjału Fermiego Φj. Wtedy koncentracja
elektronów osiągnie poziom koncentracji zjonizowanych akceptorów. Napięcie
to jest zależne m.in. od temperatury(wraz ze wzrostem temperatury maleje).
12.Narysuj charakterystykę wyjściowa tranzystora (wszystkich) i
zaznacz obszar pracy
Zakres pracy
Zakres odcięcia,
nieprzewodzenia
Zakres liniowy, nienasycenia,
triodowy
Zakres nasycenia, pentodowy
Zakres podprogowy, słabej
inwersji
Napięcia na końcówkach
UGS<UFB
UGSVT i UDS<UDsat
UGSVT i UDSUDsat
UFBUGS<VT
13.Na czym polega technologia planarna?
Technologia planarna jest to technologia wytwarzania układów scalonych
w wyniku zastosowania od kilku do kilunastu razy powtarzającego się
zestawu operacji technologicznych.
Cykl operacyjny:
- wytwarzanie warst wewnątrz lub na płytce
- litografia
- trawienie
Wszystkie operacje wykonywane są na jednej(górnej) płaszczyźnie płytki.
Zatem wszystkie końcówki elementów wyprowadzone są na jedną płaską
powierzchnię płytki półprzewodnikowej.
14. Na czym polega proces implantacji jonowej?
Ten proces technologiczny polega na wprowadzaniu – „wbijaniu”
przyspieszonych w polu elektrycznym jonów domieszki w materiał podłoża.
Jony domieszki można wprowadzić na około 0.1 µm do 1 µm za pomocą pola
o różnicy potencjałów od 20kV do 250kV. Ze względu na charakter procesu
rozkład domieszki w podłożu jest statystyczny (najlepiej opisuje go krzywa
dzwonowa). Proces wstrzykiwania jonów powoduje uszkodzenia sieci
krystalicznej podłoża, stopień tych uszkodzeń zależny jest od dawki jonów.
15. Jakie korzyści przyniosłoby wprowadzenie litografii rentgenowskiej
do produkcji układów scalonych?
Litografia jest to zespół procesów, których celem jest wykorzystanie promieniowania
do zmiany struktury chemicznej fotorezystu. Litografia rentgenowska wykorzystuje
promienie X o małej energii. Fotolitografia optyczna ze względu na rozdzielczość nie
przekraczającą 0.5 m nie nadają się bezpośrednio do wykorzystania przy produkcji
układów VLSI. Wykorzystanie fotolitografii w promieniach X (litografii
rentgenowskiej) pozwala na uzyskania większych rozdzielczości
Wprowadzenie litografii rentgenowskiej ( w prominiach X) pozwoliło by uzyskiwać
większe rozdzielczości na poziomie dziesiątek nanometrów – w porównaniu do
litografii optycznej która pozwala uzyskać rozdzielczość 0,5m a po modyfikacjach
do 0,1m
16. Ruchliwość nośników co to? W czym się mierzy?
Prędkość nośnikow jest wprost proporcjonalna do natężenia pola. Współczynnik
proporcjonalności to ruchliwość nośnikow.
 - ruchliwość podaje się w [ cm2/Vs]
INF dodatkowe:
Vn= -nE
;
Vp= pE
Ruchliwość w dużym zakresie natężeń pola nie zależy od pola, zależy od temperatury
półprzewodnika i koncentracji domieszek.
Ponadto, ruchliwość elektronów w kanale tranzystora NMOS jest ok. trzykrotnie
większa niż ruchliwość dziur w tranzystorze PMOS.
17. Narysować inwerter NMOS z obciążeniem w postaci tranzystora MOS
z kanałem zubożanym?
17.a) Napięcie nasycenia, napięcie odcięcia:
VS = VB = 0; VD 0, VG0. Jeśli potencjał drenu VD jest mały w porównaniu z
potencjałem bramki VG, to kanał spełnia funkcję rezystora liniowego łączącego źródło
z drenem. W tym zakresie napięć drenu zmiany prądu ID w funkcji napięcia UDS są
liniowe. W miarę wzrostu napięcia UDS różnica potencjałów między bramką a kanałem
zmniejsza się, dlatego maleje gęstość ładunku pod bramką i rośnie rezystywność
kanału. Występuje wówczas zjawisko modulacji rezystancji kanału. Przy dalszym
wzroście napięcia UDS następuje całkowity zanik inwersji w kanale przy drenie. Taki
stan nazywa się odcięciem kanału, a napięcie dren – źródło, przy którym to następuje
nosi nazwę napięcia nasycenia UDSsat. Różnica napięć UGS – UDSsat jest nazywana
napięciem odcięcia i jest ono równe napięciu progowemu VT.
18. Od czego zależy moc dynamiczna związana z całkowitą pojemnością
obciążającą CL?
Moc ta związana jest z prądami ładowania i rozładowania tej pojemności. Zależy
od częstotliwości przełączania bramki i kwadratu napięcia zasilania. (P D=CLUDD2f)
19.
Prawo Moora - wyjaśnić.
Prawo Moore'a w oryginalnym sformułowaniu mówi, że ekonomicznie
optymalna liczba tranzystorów w układzie scalonym podwaja się co 18 miesięcy.
Obserwację tę przypisuje się Gordonowi Moore, jednemu z założycieli firmy
Intel.
Termin ten jest też używany do określenia praktycznie dowolnego postępu
technologicznego. "Prawo Moore'a", mówiące że "moc obliczeniowa
komputerów podwaja się co 18 miesięcy" jest nawet popularniejsze od
oryginalnego prawa Moore'a.
Jednym z głównych powodów, dzięki któremu ten wykładniczy wzrost jest
możliwy jest stosowanie coraz mniejszych elementów w procesie fabrykacji.
Współcześnie dominują technologie 130nm i 90nm, kiedy we wczesnych latach
90-tych używano technologii 500nm.
Rozmiary te nie mogą się jednak zmniejszać w nieskończoność, w pewnym
momencie takie tranzystory musiałyby być mniejsze od atomów.
Wydaje się, że ze względu na niemożliwość zejścia poniżej poziomu atomowego
musi ono kiedyś przestać obowiązywać i od wielu lat regularnie powtarzane są
zapowiedzi, że czas obowiązywania prawa Moore'a właśnie dobiega końca.
Pomimo tego prawo to jak na dzień dzisiejszy (2005) wydaje się nadal
obowiązywać.
20.
Narysować schemat inwertera w technologii CMOS i jego
charakterystykę przejściową.
...
Plik z chomika:
Adamus666GT
Inne pliki z tego folderu:



A.jpg (130 KB)
B.jpg (71 KB)
 Grupa A.docx (17 KB)
Opracowane dodatkowe pytania.doc (320 KB)
 Pytania na WDM.doc (21 KB)
Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin





Strona główna
Aktualności
Kontakt
Dział Pomocy
Opinie


Regulamin serwisu
Polityka prywatności
WDM Czesc 2
Copyright © 2012 Chomikuj.pl