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陶显芳的专栏

    在弄清什么是CMOS之前,首先要弄清什么是NMOS和PMOS。目前,一般NMOS管生产工艺基本上都是以一块P型半导体材料(P型硅片)为衬垫(基片),然后在P型半导体材料上面再外延一层N型半导体,N型半导体与P型半导体之间在垂直方向,相当于一个PN结,如用电极把两块半导体进行连接,就是一个二极管;如在N型半导体的上面再覆盖一层金属氧化物,这层金属氧化物对N型半导体是绝缘的,但由于两种不同性质的物体互相接触时,会在接触点(面)产生接点电位差,使金属氧化物和N型半导体都会感应带电,这种带电属于极化带电,当N型半导体被极化带电之后,其导电性能也会跟着极化带电的程度改变。如果把金属氧化物作为一个电极(G极),P型半导体作为另一个电极,再在两个电极之间加上电压(一般金属氧化物加正电,P型半导体加负电),由于外加电压会改变金属氧化物会与N型半导体之间极化带电的程度,N型半导体的导电性能也将跟着外电压的大小改变。如果我们利用N型半导体的这种导电性能来制造一个器件,它就是场效应管,而位于金属氧化物与P型半导体之间的N型半导体就相当于一个导电沟道。最后把N型半导体的两端引出的一个电极(S极)与P型半导体连接,并把三个电极S、G、D分别引出,就相当于一个NMOS(N沟道金属氧化物场效应管)。

   如果把做MOS管的衬垫材料换成N型半导体,对应的外延层换成P型半导体,利用同样的制造工艺,又可以生产PMOS(P沟道金属氧化物场效应管)。

   上面这两种工艺生产的NMOS或PMOS都是属于MOS管的垂直生产工艺,另外还有一种横向生产MOS管的工艺,这种横向生产工艺是在一块P型(或N型)型半导体衬垫材料上,同时外延两层(P型和N型)半导体材料,以及一层金属氧化物(G极),再按类似垂直生产工艺的方法把三个电极(S、D、G)引出,从横向看它就是一个NMOS或PMOS场效应管。简单地说,横向MOS管生产工艺,可以看成是把垂直生产工艺旋转90度。

   如果在一块P型(或N型)型半导体衬垫材料上,同时采用两种工艺(垂直和横向生产工艺)生产MOS管,很容易就可以在一块半导体基片上生产两种不同类型(NMOS和PMOS)的对管(互补管)。利用对管可以做成互补放大器,也可以利用对管的其中一个当另一个MOS管的负载(电阻),用MOS管当负载电阻,要比用纯电阻省材料、省面积、可以提高集成电路的密度。这种同时采用两种工艺生产的MOS管工艺称为CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor, 互补金属氧化物半导体)工艺。目前90%以上的集成电路IC生产技术都是属于CMOS生产工艺。

   用CMOS工艺生产的MOS管一般耐压都不高,功率也不大,但CMOS管导通内阻可以做得非常小,并且CMOS的集成密度非常高。因此,一般高压、大功率的MOS管大部分还都得用垂直生产工艺制造的NMOS或PMOS管。
  • 阅读(45071)  |   评论(41)  |   推荐(124)
网友评论
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  • 匿名写的很好
  • 2012/4/27 17:32:00回复
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  • 匿名CMOS工艺生产的MOS管一般耐压都不高,功率也不大
  • 2012/4/27 17:31:44回复
  • 头像
  • 匿名学习了
  • 2012/4/27 17:31:24回复
  • 头像
  • 匿名支持
  • 2012/4/27 17:30:50回复
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  • 匿名学习了
  • 2012/4/26 15:53:53回复
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  • 匿名顶顶
  • 2012/4/26 15:53:24回复
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  • 匿名支持陶老师
  • 2012/4/26 15:53:03回复
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  • 匿名好文章
  • 2012/4/26 15:52:36回复
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  • 匿名一般高压、大功率的MOS管大部分还都得用垂直生产工艺制造的NMOS或PMOS管
  • 2012/4/24 15:30:35回复
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  • 匿名一般NMOS管生产工艺基本上都是以一块P型半导体材料(P型硅片)为衬垫(基片
  • 2012/4/24 15:30:16回复
  • 发表评论(已有41条评论)
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