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阱邻近效应
来源: | 作者:LiLi | 发布时间: 2024-08-28 | 37 次浏览 | 分享到:

当工艺发展到深亚微米工艺技术时,靠近阱边缘的器件的电特性会受到器件沟道区域到阱边界距离的影响,这种现象称为阱邻近效应(Well Proximity Effect, WPE)。造成 WPE效应的原因是在进行阱离子注入工艺时,经过电场加速的离子在光刻胶边界和侧面上发生了散射和反射,散射和反射离子会进入到硅表面,影响阱边界附近区域的掺杂浓度,阱边界附近的掺杂浓度是非均匀的,它会随着距离阱边界的远近而变化,距离阱边界越近的区域,浓度越大,这种不均匀掺杂造成不同区域的器件的阈值电压和饱和电流是不同的。随着工艺发展到纳米级时,WPE效应的影响变得越来越严重,已经不能忽略它对器件的影响。图3-54所示为光刻胶反射离子导致阱边缘表面掺杂浓度不同示意图。图3-55所示为阱边缘表面掺杂浓度不同导致 WPE效应的示意图。

如图3-56所示,是0.11μm 工艺平台3.3V NMOS 的阈值电压Vt随S(是器件沟道到阱边界的距离)变化的示意图。依据图示,对于相同尺寸的NMOS,根据将它的沟道区域距离阱边界的不同,它的阈值电压Vt是不同的,当S<3μm时,NMOS管距离阱边界比较近,S的值对阈值电压Vt的影响是非常敏感的,阈值电压Vt会随着S的变化而变化。当S>3μm时,NMOS 管距离阱边界比较远,S的值对阈值电压Vt的影响非常小,Vt基本上不会随着S的变化而变化。

在利用纳米工艺技术平台的器件进行模拟电路设计时,必须考虑制造工艺中 WPE效应的影响。对于敏感的电路,例如电流镜,要根据S的值对器件的电特性的影响去选择合适的S值,从而获得好的电路性能。图3-57所示为 NMOS到PW边界不同的版图,可以根据电路设计要求判断是否需要考虑 WPE 效应的影响,从而选择器件沟道区域到阱边界的距离S的值。