6、MOS与存储电路技术解析

MOS与存储电路技术解析

1. MOS器件技术

在半导体器件领域，MOS（金属 - 氧化物 - 半导体）器件有着重要地位。其中，pMOS绝缘栅器件和CMOS技术是关键部分。

1.1 pMOS绝缘栅器件

早期在金属 - 氧化物 - 硅器件中，nMOS增强型FET存在“表面反转”问题。在轻掺杂p型沟道区域和上方的二氧化物之间会形成不需要的薄导电沟道，导致器件以耗尽模式而非增强模式工作。不过，通过引入多晶硅栅极和离子注入来控制器件阈值电压，解决了这个问题，使得nMOS在开关应用中比pMOS更可行且更受青睐。

如今，除了一些分立器件外，pMOS主要用于互补MOS（CMOS）数字逻辑电路。在CMOS电路中，增强型p沟道器件作为连接正电源轨（VDD）的开关，而互补的n沟道器件则作为连接负电源轨（VSS或0V）的开关。

1.2 CMOS技术

CMOS数字逻辑的基本配置中，p沟道增强型FET的配置总是与n沟道增强型FET的配置相反。对于任何x输入逻辑门，每种类型都有x个FET，p沟道器件提供到VDD的导电路径，n沟道器件提供到VSS的导电路径。由于p型FET的电阻高于n型FET，因此串联n型器件比串联p型器件更合适，这意味着CMOS与非（NAND）配置比或非（NOR）配置更优，但这主要影响布局拓扑和互连细节，不影响基本制造方法。

CMOS制造需要在同一衬底上并排制造pMOS和nMOS器件，并进行适当的绝缘。主要有三种基本制造方法：
| 制造方法 | 特点 | 缺点 |
| ---- | ---- | ---- |
| p型衬底上n阱中的p沟道器件 | 将p型衬底转换为n型需要对n