硅基应变CMOS研究与设计的综述报告.docx

硅基应变CMOS研究与设计的综述报告
随着微电子技术的快速发展，今天的芯片设计から生产，逐渐走向了微纳米级别。这对实现芯片更高的性能与更低的功耗提出了更高的要求。硅基应变CMOS技术（strainedsiliconCMOStechnology）的应用有望满足这些要求，因此在当今芯片设计和制造领域中变得越来越受关注。
硅基应变CMOS技术最初的研究主要是为了提高功率放大器的性能，后来发现这种技术在大规模集成电路的内部电阻及“杂散电容”的影响下表现更为优异。然而，与CMOS技术相比，硅基应变CMOS技术极其困难。要在芯片制造环节中成功地产生应变并不容易，而且随着制造工艺缩小，应变的产生更加困难。在设计方面，我们必须考虑到这种技术所带来的应变影响，从而在IC（Integratedcircuit）进行更节能的设计。
硅基应变CMOS技术的基本原理是借助压力来改变晶体管中硅原子之间的键长及键角度，由此改变电子的移动速度和扩散长度，从而改善晶体管中电子的传输速度。引入不同方向的应力会在不同的方向上产生应变的效果，实现不同方向上电子的提速或减速，产生半导体材料性能的差异化。最常见的方法是通过将膜压片沿肉眼不可见的晶体方向（例如,〈110〉方向）割成薄片，来增加垂直于割片表面的压缩应力。或者使用硅钨/第五族金属的沉积薄膜。通过将熔融的硅膜表面上浸润一层第五族金属原子，在熔融的膜内形成阻尼矩阵，当一些表面原子和反应产物已经在原位出现时，压缩材料表现出正应变。这种方法能够有效地改变晶体管内部的结构，从而提高晶体管的响应速度和减少功耗。
硅基应变CMOS技术已经成功应用于多种集成电路的设计上，如可变增益放大器和数据转换器等方面。该技术可以增加晶体管的响应速度，同时降低功耗。通过这种技术，集成电路芯片不再需要通过加入额外的元件来满足高速和低功耗的要求，从而实现更小化电路的设计。
可以预见，硅基应变CMOS技术的许多改进将在接下来的几年里带来更重要的技术进步。纳米晶体管的设计将会进一步以这种技术为基础。在集成电路设计领域，硅基应变CMOS技术将成为制造高速和低功耗芯片的主要技术路线之一。