Топология.

Основным этапом проектирования топологического чертежа интегральной схемы является разработка топологии отдельных компонентов. Топология МДП - транзистора определяется шириной канала Z, она не велика по сравнению с длиной каналаL, т.е.Z/L<10, то используется линейная конфигурация областей истока, стока и затвора. ЕслиZ/L>10, то в целях создания компактной структуры, затвор рекомендуется выполнять в виде меандра, а области истока и стока тогда будут иметьгребенчатую конфигурацию. Типичная топология МДП-транзистора приведена на (рис.2) . Разрез А-А такого транзистора показан на рис.1. Контуры 2 образуют окна в разделительном слое 8 (рис. 1), определяющиеместа расположения транзисторов. Контур 1 представляет собой топологию поликремневого затвора 6.В общем случае диффузионные области истока 1 и стока 2 (рис. 1),отмеченные на (рис.2) цифрой 6, могут проникать под область затвора, образуя области перекрытия 3. Контуры 4 представляют собой контактные отверстия в окисле для вывода металлических контактов 5 к соединениям схемы.

5 1 5

2

L

А

А

44 4

4 5

Рис.2 Топологический чертеж МДП-транзистора.

Выходные вах.

Сублинейность крутых частей зависимостей Ic=f(Uси) при Uзи=const для МДП-транзистора с индуцированным каналом (рисунок 3) объясняется уменьшением толщины канала около стока при увеличении напряжения на стоке и неизменном напряжении на затворе, так как на сток и на затвор подаются потенциалы одного знака относительно истока. Следовательно, разность потенциалов между стоком и затвором или между затвором и прилегающей к стоку частью канала уменьшается. Другими словами, из-за прохождения по каналу тока стока получается неэквипотенциальность канала по его длине. Поэтому при увеличении тока стока происходит уменьшение поперечного сечения канала около стока.

Рис3. Семейство выходных характеристик.

При напряжении насыщения Uси нас происходит перекрытие канала около стока и дальнейшее увеличение напряжения на стоке вызывает очень малое увеличение тока стока.

Сублинейный характер зависимостей Ic=f(Uси) вызван также эффектом насыщения дрейфовой скорости носителей заряда или уменьшением их подвижности в сильных полях.

При увеличении напряжения на затворе (по абсолютному значению) выходные статические характеристики смещаются в область больших токов стока.

При больших напряжениях на стоке может быть два вида пробоя: пробой p-n перехода под стоком и пробой диэлектрика под затвором.

Пробой p-nперехода обычно имеет лавинный характер, так как МДП-транзисторы изготовляют обычно на кремнии. При этом на пробивное напряжение Uси проб может влиять напряжение на затворе: так как на сток и на затвор МДП-транзистора с индуцированным каналом подаются потенциалы одной полярности, то с увеличением напряжения на затворе будет увеличиваться Uси проб.

Пробой диэлектрика под затвором может происходить при напряжении на затворе всего в несколько десятков вольт, так как толщина слоя диоксида кремния около 0,1 мкм. Пробой обычно имеет тепловой характер. Этот вид пробоя может возникать в результате накопления статических зарядов, так как входное сопротивление МДП-транзисторов велико. Для исключения возможности такого вида пробоя вход МДП-транзистора часто защищают стабилитроном, ограничивающим напряжение на затворе.