微波EDA网,见证研发工程师的成长!
首页 > 研发问答 > 微波和射频技术 > RFIC设计学习交流 > 为什么28nm process下PMOS管的阈值电压小于NMOS

为什么28nm process下PMOS管的阈值电压小于NMOS

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
众所周知,在较大沟道长度时代(不考虑衬偏效应),NMOS阈值电压Vthn小于PMOS管阈值电压。比如0.5um工艺下Vthn=0.7V,|Vthp|=0.8V;
然而,28nm工艺下,以某TSXX为例,Vthn=0.5V,|Vthp|=0.4V.
请问有大侠能解释下吗?最好从工艺和半导体物理角度解释下,不胜感激!

单独谈VTN, VTP 大小没有很大意义. 在同一个TECHNOLOGY, 有不同VTH的器件, 比如LVNMOS, LVTNMOS, HVTNMOS等等. 这一切都以设计为主, 比如是高速,或者LOW LEAKAGE 等等. 关于VTH 的大小, 受很多因素影响, STI, DOPANT, CHANNEL LENGTH, WIDTH, GATE MATERIAL WORKFUNCTION, OXIDE LAYER THICKNESS等很多因素. 不要太纠结大小, 一切为DESIGN 服务.

vth 高,那么亚阈值的漏电就小,本来Nmos的漏电就大,到了sub50nm,为了特殊考虑,把Nmos的Vth设定的高了一点

是的,可以保证delay足够小了。谢谢赐教!实际做的过程中发现漏电不小。什么事情都是一体两面

好处大了。数字inverter 可以基本做成1:1, 这样寄生也小,delay可以优化。模拟也有好处多多,这个只有你自己体会。28hpm 是个好工艺。

我觉得应该就是这个原因了,Id/gm会变大些。实在想不通还有些什么其他的好处

谢谢 fuyibin,因为我是做IP的,所以尽量要求采用SVT(standard Vth)。过去做0.35ym,0.18um都是注意的Vthn<|Vthp|,所以接触28nm后觉得奇怪。如果说是为了提高PMOS的Ion(在尺寸不变情况下),降低Vthp是很简便的方法。

首先这个众所周知就有问题,NMOS/PMOS的vth并不是一定符合某种比例
Vthn < Vthp的这种规律也许在180nm时候就不在正确了
对于某个fab,某个process node,都会有自己的目标,包括Ion/Ioff等众多参数
Vth是根据需要来调整的
总的来说,nmos Ion大约是在 pmos的2, 3倍,现在在高阶工艺nmos越来越快,NMOS/PMOS vth的调整也会基于这方面的考虑
BTW, 现在主流process都会有lvt, svt, hvt的vth,所以不用老的思维方式去思考问题,MOSFET的vth是根据具体需求来调整的,没有硬性规定

这个应该是不是28nm的特点,其他工艺也是这样。不知道为什么

让pmos 提速,这样整体速度快。这个很好理解啊


谢谢lwjee,如果是考虑PMOS漏电小,倒是可以理解。不过为什么PMOS的漏电小?(的确是28nm,可能我没说明,仿真时.option scale=0.9)希望不吝赐教!

因为P管漏电小。最小尺寸不是30nm,是28nm。不过你看到的是30nm。

谢谢您的回答!按照我的不成熟的想法,Vth越大漏电越能抑制漏电(假设|Vgs|不变, |(|Vgs|-|Vth|)|差值随着|Vth|变大而变大)。为什么相反的会抑制漏电?

首先谢谢您的回答。在28nm工艺下PMOS和NMOS的最小Length都是30nm。可能是考虑到在core mos下供电电源较低(0.9V甚至更低),为了保证MOS管的Vds有足够的headroom,把Vthn和|Vthp|都降低了。至于为什么PMOS降低的更厉害,本质上是工艺上掺杂降的更低所致;但是对于电路设计有什么好处,一时半会不太理解。

抑制漏电

在这么小的特征尺寸下,决定管子开启的不在只是载流子类型了。你看一下,pmos的最小沟道长度是不是比n管的要小一些?当然这和制程掺杂浓度也有密切关系,搞不好是为专门应用故意调节而制的特殊管子。

Copyright © 2017-2020 微波EDA网 版权所有

网站地图

Top