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CMOS闩锁效应的研究及其几种预防措施
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来源：《电脑知识与技术》2013年第25期
摘要：目前以CMOS工艺为基础的集成电路制造方式已经成为当今集成电路产业的主导技术，但早期的CMOS电路由于无法有效预防闩锁效应而并未为人们所接受。文章先对一个CMOS反相器以及它的工作原理进行了详细的介绍，进而在CMOS反相器的基础上对CMOS电路中闩锁效应的产生机理做了充分的分析，提取了用于分析闩锁效应的集总器件模型，并且获得了闩锁效应的产生条件。通过对闩锁效应内部原理的认识，我们知道对闩锁效应的抑制或者预防是完全可以做到的，这可以通过对版图设计规则和对CMOS工艺技术的改进而达到。文章最后根据闩锁效应的产生条件给出了几种预防闩锁效应的措施。 关键词：CMOS集成电路；闩锁效应；集总器件模型；深槽隔离
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）25-5751-04 1 概述
以CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）为基本单元的CMOS集成电路具有功耗低、抗干扰能力强和速度快的优点，已成为当今世界LSI（大规模集成电路）、VLSI（超大规模集成电路）和ULSI（甚大规模集成电路）中应用最为广泛的一种电路结构。但在CMOS工艺刚出现的时候，它并不被集成电路制造者所采纳，原因便在于CMOS工艺会使电路中产生一寄生低阻抗通路，导致闩锁效应，从而造成电路功能紊乱甚至使电路根本无法正常工作，更有甚者会直接烧毁电路，这是唯独CMOS工艺才会有的特点。但是目前随着科技的进步，这种效应已经可以采用很多方法（包括从版图设计和从工艺技术方面）来进行遏制甚至是加以消除，进而有助于发挥CMOS电路的各种优点，为集成电路的发展带来了极大的便利。
2 CMOS反相器电路
图1为一个CMOS反相器的电路结构图，PMOS和NMOS均采用增强型，其中PMOS管的源极和衬底与电源电压VDD直接相连，NMOS管的源极和衬底与地线GND相连，PMOS管的漏极和NMOS管的漏极相连并引出输出信号Vout，PMOS管的栅极与NMOS管的栅极相连并作为输入信号Vin。当输入信号Vin为高电平逻辑1时，PMOS管截止，NMOS管导通，输出为低电平逻辑0；当输入信号Vin为低电平逻辑0时，PMOS管导通，NMOS管截止，输出为高电平逻辑1。由此可知这个电路完成了我们常说的“非”的功能，即对输入信号进行反相。
CMOS闩锁效应的研究及其几种预防措施
