پاورپوینت کامل و جامع با عنوان فناوری ترانزیستورهای CMOS در 52 اسلاید - دانلود فایل

دانلود فایل پاورپوینت کامل و جامع با عنوان فناوری ترانزیستورهای CMOS در 52 اسلاید

دانلود فایل پاورپوینت کامل و جامع با عنوان فناوری ترانزیستورهای CMOS در 52 اسلاید

ماسفت یا ترانزیستور اثر میدانی نیمه رسانا-اکسید-فلز (به انگلیسی: metal–oxide–semiconductor field-effect transistor ٫ MOSFET) معروف ترین ترانزیستور اثر میدان در مدارهای آنالوگ و دیجیتال است. این گونه از ترانزیستور اثر میدان نخستین بار در سال ۱۹۲۵ میلادی معرفی شد. در آن هنگام، ساخت و به کارگیری این ترانزیستورها، به سبب نبود علم و ابزار و امکان، با دشواری همراه بود و از همین روی، برای پنج دهه فراموش شدند و از میدانِ پیشرفت های الکترونیک بر کنار ماندند. در آغازِ دههٔ ۷۰، بارِ دیگر نگاه ها به MOSFETها افتاد و برای ساختنِ مدارهای مجتمع به کار گرفته شدند.
در ترانزیستور اثرِ میدان (FET) چنان که از نام اش پیداست، پایهٔ کنترلی، جریانی مصرف نمی کند و تنها با اعمال ولتاژ و ایجاد میدان درون نیمه رسانا، جریان عبوری از FET کنترل می شود. از همین روی ورودی این مدار هیچ اثر بارگذاری بر روی طبقات تقویت قبلی نمی گذارد و امپدانس بسیار بالایی دارد. عمده تفاوت ماسفت با ترانزیستور JFET در این است که گیت ترانزیستورهای ماسفت توسط لایه ای از اکسید سیلیسیم (SiO₂) از کانال مجزا شده است. به این دلیل به ماسفتها فِت با گیت مجزا (به انگلیسی: IGFET, Insulated Gate FET) نیز گفته می شود.
مدارهای مجتمع بر پایهٔ فناوری ترانزیستورهای اثرِ میدانِ MOS را می توان بسیار ریزتر و ساده تر از مدارهای مجتمع بر پایهٔ ترانزیستورهای دوقطبی ساخت، بی آن که (حتی در مدارها و تابع های پیچیده و مقیاس های بزرگ) نیازی به مقاومت، دیود یا دیگر قطعه های الکترونیکی داشته باشند. همین ویژگی، تولیدِ انبوهِ آن ها را آسان می کند، چندان که هم اکنون بیش تر از ۸۵ درصدِ مدارهای مجتمع، بر پایهٔ فناوریِ MOS طراحی و ساخته می شوند.
ترانزیستورهای MOS، بسته به کانالی که در آن ها شکل می گیرد، NMOS یا PMOS نامیده می شوند. در آغازِ کار، PMOS ترانزیستورِ پرکاربردتر در فناوری MOS بود. اما از آن جا که ساختنِ NMOS آسان تر است و مساحتِ کم تری هم می گیرد، از PMOS پیشی گرفت. بر خلافِ ترانزیستورهای دوقطبی، در ترانزیستورهای MOSFET، جریان، نتیجهٔ شارشِ تنها یک حامل (الکترون یا حفره) در میانِ پیوندها است و از این رو، این ترانزیستورها را تک قطبی هم می نامند.

تاریخچهاصل اساسی این نوع ترانزیستور برای اولین بار توسط جولیوس ادگار Lilienfeld در سال ۱۹۲۵به ثبت رسید. بیست و پنج سال بعد، هنگامی که اقدام به ثبت اختراع ترانزیستور اتصال کرد، آنها دریافتند Lilienfeld در حال حاضر برگزاری یک ثبت اختراع که در راه است که می تواند شامل تمام انواع ترانزیستورهاشود. آزمایشگاه های بل قادر به کار کردن توافق با Lilienfeld، کسی که هنوز زنده بود بودند (که معلوم نیست آنها به او پول پرداخت کردند یا نه). که در آن زمان به نسخه آزمایشگاه های بل ترانزیستور اتصال دو قطبی، و یااتصال به سادگی ترانزیستور (simply junction transistor) نام داده شد، و طراحی Lilienfeld نام ترانزیستور اثر میدانی بر گرفت.
در سال ۱۹۵۹، Dawon Kahng و مارتین M.Atalla در آزمایشگاه های بل، فلز اکسید نیمه هادی ترانزیستور اثر میدانی (MOSFET) به عنوان شاخه ای به طراحی FET اختراع شد.
عملکرد و ساختارهای مختلف از اتصال دو قطبی ترانزیستور، MOSFET با قرار دادن یک لایه عایق در سطح نیمه هادی و سپس با قرار دادن یک الکترود گیت فلزی که در آن ساخته شده بود. این سیلیکون کریستالی نیمه هادی است و از لایه ای از دی اکسید سیلیکون اکسیده حرارتی برای عایق استفاده می شود. MOSFET سیلیکون تله الکترونی موضعی در رابط بین لایه سیلیکون و اکسید آن، بومی تولید نیست، و در نتیجه ذاتاً عاری از تجملات و تزئینات و پراکندگی از حامل های که مانع عملکرد ترانزیستورهای اثر میدانی زودتر بود. پس از توسعه اتاق تمیز به منظور کاهش آلودگی به سطوح پیش از این فکر لازم است، و و فرایند دو وجهی اجازه می دهد تا مدارات را در مراحل بسیار کمی ساخته شده باشد، این نوع سیستم SiO2 دارای جاذبه های فنی به عنوان هزینه پایین تولید (بر اساس هر مدار) و سهولت یکپارچه سازی است. علاوه بر این، با استفاده از روش اتصال دو MOSFETهای مکمل (P-کانال و N-کانال) را به یکی از سوئیچ بالا / پایین، شناخته شده به عنوان CMOS، این بدان معنی است که مدارهای دیجیتالی پاشیدن قدرت بسیار کمی به جز زمانی که در واقع روشن است. عمدتاً به دلیل این سه عامل، MOSFET تبدیل شده است با توجه به نوع ترانزیستور به طور گسترده ای مورد استفاده در مدارات مجتمع است.
مدارهای CMOSMOSFET در مکمل های دیجیتال، نیمه هادی اکسید فلزی (CMOS) منطق مورد استفاده قرار می گیرد، که به عنوان بلوک های ساختمانی با استفاده از p-و ماسفت کانال N-است. بیش از حد یک نگرانی عمده ای را در مدارهای مجتمع است، از ترانزیستورهای بیشتری را در تراشه های کوچکتر بسته بندی شده است. CMOS منطق مصرف برق را کاهش می دهد، زیرا هیچ جریان (ایده آل)، و در نتیجه هیچ قدرت مصرف می شود، به جز زمانی که ورودی به گیت های منطقی در حال تغییر است. CMOS انجام این کاهش در حال حاضر با تکمیل هر nMOSFET با یک pMOSFET و اتصال هر دو گیت و هر دو درین با هم است. یک ولتاژ بالا بر روی دروازه باعث خواهد شد nMOSFET برای انجام و pMOSFET به انجام و ولتاژ پایین بر روی دروازه باعث معکوس. در طول زمان سوئیچینگ ولتاژ از یک کشور به کشور دیگر می رود، هر دو ماسفت به طور خلاصه انجام خواهد شد. این ترتیب تا حد زیادی مصرف برق و تولید گرما را کاهش می دهد.

فهرست مطالب:
لزوم یادگیری چگونه ساخته شدن ترانزیستورها
چرا نیمه هادی ها مورد علاقه هستند؟
فناوری های CMOS
مراحل مختلف روش چوکرالسکی
فتولیتوگرافی
فتورزیست
تکنیک های فتولیتوگرافی
روش های بهبود تفکیک پذیری
روش تصحیح مجاورت نوری
ماسک های شیفت فاز
تکنولوژی های اصلی CMOS
تغییر دادن ناخالصی
دی اکسید سیلیکون
روش های اکسیداسیون
نشاندن لایه اتمی
جداسازی اجزا
اکسیداسیون محلی
جداسازی با گودال کم عمق
اکسید گیت
ایجاد نواحی سورس و درین و گیت خود تنظیم
ایجاد اتصالات و لایه های فلز
روش های حذف قسمت های اضافی
مقاوم سازی
قوانین طراحی چینش
قوانین مقیاس پذیر MOSIS CMOS
پیش زمینه های قوانین طراحی
قوانین چاه
قوانین ترانزیستور
قوانین اتصالات
قوانین فلز
خط پیرامونی برش و دیگر ساختارها
پیشرفت های فرایند CMOS
ولتاژهای آستانه چندگانه و ضخامتهای اکسید چندگانه
اکسیدهای گیت با ضریب دی الکتریک بالا
تکنولوژی سیلیکون روی عایق (SOI)
قفل شدگی
خازن های نفوذ با SUBSTRATE
Soft Errors
و...

CMOS

ترانزیستور

لی اوت

چاه

گیت

درین

سورس

سیلیسیم

اکسیداسیون

فتولیتوگرافی

زدایش

فتورزیست

مقاله