PMOS和NMOS

PMOS和NMOS

详细说明了n沟道MOSFET相对于p沟道MOSFET的优势，以及p沟道MOSFET相对于n沟道MOSFET的优势。对NMOS在器件处理和氧化过程中所面临的问题也进行了解释。

n沟道MOSFET与p沟道MOSFET相比具有一些固有的性能优势。在n沟道装置中作为载流子的电子的迁移率大约是p沟道装置中作为载流子的空穴的迁移率的两倍。因此n通道器件比p通道器件快。然而，PMOS电路有以下优点

• PMOS技术是高度可控的。
• 这是一个低成本的过程。
• 该产品产量高，抗噪声能力强。

NMOS器件除了固有的速度快外，还具有以下优点。

• 由于电子迁移率是空穴迁移率的两倍，n沟道器件在相同的几何形状和相同的操作条件下，其导通电阻或阻抗将是等效的p沟道器件的一半。因此，n沟道晶体管只需使p沟道器件的尺寸停止，就可以达到同样的阻抗。因此，在相同的复杂度下，n沟道集成电路可以更小，或者更重要的是，在不增加硅面积的情况下，它们可以更复杂。
• NMOS电路由于结区更小而比PMOS电路具有速度优势。由于MOS IC的工作速度很大程度上受RC内部时间常数的限制，二极管的电容与其尺寸成正比，所以n沟道结的电容可以更小。这反过来又提高了它的速度。

NMOS的问题

1. n通道设备在设备处理中存在以下问题。大多数可移动的污染物都带正电荷。由于NMOS的栅极相对于衬底是正基的，这些离子沿着氧化物-硅界面聚集。这个电荷引起V的移动_Th．此外，si - sio2上有固定的正电荷₂由制造过程的各个步骤产生的接口。这也改变了阈值电压。这两种电荷都有使设备正常工作的趋势。PMOS器件中也存在这两种电荷，但正离子被拉向AI-S1O₂由应用于栅极的负偏压交织而成。在那里，它们不会严重影响设备阈值。
2. NMOS器件的另一个问题发生在硅在Si-SiO2界面的氧化过程中。硅和Si0之间没有真正的突变₂；而是有一个过渡区。这个过渡区包含带正电的硅原子，它增加了p沟道器件的阈值电压的绝对值，降低了n沟道器件的阈值电压的绝对值。这意味着很难使n沟道器件在零门电压下关闭。这就是为什么制造n通道设备比制造p通道设备更困难的原因。