Physik und Herstellung von MOS-Transistoren

Kapitel zwei enthält eine Diskussion der fundamentalen Halbleiterphysik von MOS-Transistoren. Die Ableitung von einfachen Spannungs-Strom-Gleichungen erhellt die Abhängigkeit der elektrischen Eigenschaften der Schaltungen von Herstellungsparametern. Die zunehmende Verringerung der Strukturgrößen führt zu erheblichen Abweichungen zwischen dem tatsächlichen Verhalten der MOS-Transistoren und den Vorhersagen der einfachen Theorie. Deswegen werden zusätzlich Kurzkanaleffekte und Hochfeldeffekte besprochen. Weiter werden Ersatzschaltbilder abgeleitet und das Netzwerkanalyseprogramm SPICE behandelt.

Sodann wird die Herstellung integrierter MOS-Schaltungen erläutert. Ein besonderer Schwerpunkt der Betrachtung liegt auf Transistorstrukturen, die eine Reduktion der störenden Leckströme erlauben. Da sich die Herstellung der Masken für den photolithographischen Prozess dramatisch verteuert hat, werden ausführlich die Gründe dafür dargelegt. Am Ende des Kapitels werden wichtige Punkte wie Ausbeute, Design-Regeln und insbesondere Parameterschwankungen angesprochen.