《电磁学》课程教学资源（课堂拓展）从物理角度浅谈集成电路中的几个最小尺寸

从物理角度浅谈集成电路中的几个最小尺寸

从物理角度浅谈 集成电路 中的几个最小尺寸

MOS场效应管源极S栅极G漏极D铝S:02NNtP衬底

MOS场效应管

击穿模型高电位1栅极S:02介质C衬底低电位0VTE设Si2介质薄膜厚度为d，则介质中的场强d若要使SiO2介质薄膜不被击穿，则要求E<E击穿VT由前两式得dE击穿

击穿模型 设SiO2介质薄膜厚度为d，则介质中的场强 若要使SiO2介质薄膜不被击穿，则要求 E d VT E＝ d VT E击穿 VT E击穿 VT E击穿 VT E击穿 VT

SiO2击穿场强140（/A,0T）1301201109080膜厚（A）1002001000300400这里取E击穿=100MV/m，VT=4VVT代入得d>4×10-8m，量级为10nm,即0.01umaE击穿

SiO2击穿场强 这里取 E击穿=100MV/m , VT ＝4V 代入 d > 得 d > 4×10－8m ,量级为 10nm,即 0.01um E击穿 VT

设光刻加工的线条宽度为L，为了测量和定义它，必不可少的误差为△L。由量子理论的Heisenberg测不准关系式有hALAP2，式中是△P粒子动量的不确定值。h从而 L>4PA对于波长入的光子，有L光子8元取入240nm，可得L光子的量级为10nm，即0.01umh对于能量为E，质量为m的实物粒子L粒子）8元/2mE得在1000V的加速电压下，L电子量级为10-6um，一般离子L离子量级为10-8um

◼ 设光刻加工的线条宽度为L，为了测量和定义它，必不可 少的误差为△L。由量子理论的Heisenberg测不准关系式， 有 △L△P ≥ ,式中是△P粒子动量的不确定值。 2  ◼ 从而 L＞ 4P  ◼ 对于波长的光子，有 L光子＞   8 ◼ 取＝240nm,可得L光子的量级为10nm，即0.01um ◼ 对于能量为E,质量为m的实物粒子 L粒子> mE h 8 2 ◼ 得在1000V的加速电压下，L电子量级为10-6um ,一般离子 L离子量级为10-8um

隧穿效应R1I11III0△xAA24x2m(U-E)exp透射系数T=AAh2△x/2mE,>>1为使隧穿效应尽可能小，要求即△x>>2/2mE,当E=1V时△x>>1.9×10-9m，量级为1nm，即0.001um

为使隧穿效应尽可能小，要求 >>1 隧穿效应 mEb x 2 2   2 2mEb  透射系数 T= 即△x>> 当Eb=1V时△x>>1.9×10-9m，量级为1nm，即0.001um