Вся современная микроэлектроника базируется на полупроводниках. На кристалле создаются зоны различной проводимости, которые объединяются в некоторую логику. Кристаллы работают, потребляя электрическую энергию и преобразуя её в тепло. Эта статья описывает основные процессы, на которые расходуется энергия при работе ИМС.
Источником выделения тепла на кристалле ИМС являются три основных процесса: динамическая мощность, короткое замыкание и токи утечки. Обзор этих процессов будет проводиться на примере n-МОП технологии (хотя все описанное будет справедливо и для р -МОП).
1. Токи утечки в ИМС – этот процесс привлекает сегодня к себе самое пристальное внимание. Для техпроцесса в 250 нм и больше токи утечки не сильно сказывались на общем энергопотреблении ИМС, однако с развитием технологий и переходом на более тонкий техпроцесс создания МОП структур, квантово-механические эффекты стали оказывать значимое влияние на токи утечки. Этот процесс более всего проявляет себя в ИМС, когда та находится в режиме ожидания, поскольку другие каналы утечки становятся незначительными. Для создания ИМС с низким энергопотреблением нужно рассмотреть более детально где и как происходят процессы утечки.
Читать полностью »