CMOS 工艺

定义

CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,互补金属氧化物半导体)是一种将 NMOS 和 PMOS 晶体管成对互补使用的电路技术与制造工艺。自 1963 年由仙童半导体的 Frank Wanlass 提出以来,CMOS 已成为集成电路的绝对主流工艺。

原理

在 CMOS 逻辑门中,PMOS 网络负责上拉、NMOS 网络负责下拉,任何稳定状态下总有一侧截止,电源到地之间没有直流通路,因此静态功耗极低,功耗主要发生在开关翻转瞬间。以反相器为例,一个 PMOS 与一个 NMOS 串联即可实现。

应用与优缺点

CPU、存储器、图像传感器等几乎所有数字与混合信号芯片都基于 CMOS 工艺,其优点是功耗低、噪声容限大、集成度高、可微缩性好;缺点是速度曾逊于双极型工艺,且深亚微米后漏电功耗上升。CMOS 图像传感器(CIS)则是该工艺在模拟领域的成功延伸。