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集成电路设计基础集成电路器件工艺概览几种IC工艺速度功耗区位图第四章集成电路器件工艺4.1.1 双极性硅工艺先进的双极性硅工艺:NPN三极管GaAs基同质结双极性晶体管并不具有令人满意的性能GaAs基HBT InP基HBT Si/SiGe的HBT 4.2 MESFET和HEMT工艺MESFET大量的可高速迁移的电子DPD-QW-HEMT的层结构0.3mm栅长HEMT典型参数不同材料系统的研究与Si三极管相比,MESFET和HEMT的缺点 跨导相对低; 阈值电压较敏感于有源层的垂直尺寸形状和掺杂程度; 驱动电流小 阈值电压变化大:由于跨导大,在整个晶圆上,BJT的阈值电压变化只有几毫伏,而MESFET,HEMT由于跨导小,要高十倍多。4.3MOS和相关的VLSI工艺线宽(Linewidth),特征尺寸(FeatureSize)?MOS工艺的特征尺寸(FeatureSize)4.3.1PMOS工艺——早期的铝栅工艺铝栅PMOS工艺特点:Al栅MOS工艺缺点Al栅MOS工艺的栅极位错问题解决方法之一——铝栅重叠设计克服Al栅MOS工艺缺点的根本方法标准硅栅PMOS工艺硅栅工艺的优点:4.3.2 NMOS工艺了解NMOS工艺的意义增强型和耗尽性MOSFET(EnhancementmodeanddepletionmodeMOSFET)E-/D-NMOS和E-PMOS的电路符号E-NMOS的结构示意图D-NMOS的结构示意图E-PMOS的结构示意图E-NMOS工作原理图NMOS工艺流程NMOS的掩膜和典型工艺流程NMOS反相器电路图和芯片剖面示意图4.3.3CMOS工艺1Poly-,P阱CMOS工艺流程典型1P2Mn阱CMOS工艺主要步骤CMOS的主要优点是集成密度高而功耗低,工作频率随着工艺技术的改进已接近TTL电路,但驱动能力尚不如双极型器件,所以近来又出现了在IC内部逻辑部分采用CMOS技术,而I/O缓冲及驱动部分使用双极型技术的一种称为BiCMOS的工艺技术。 BiCMOS工艺技术大致可以分为两类:分别是以CMOS工艺为基础的BiCMOS工艺和以双极工艺为基础的BiCMOS工艺。一般来说,以CMOS工艺为基础的BiCMOS工艺对保证CMOS器件的性能比较有利,同样以双极工艺为基础的BiCMOS工艺对提高保证双极器件的性能有利。影响BiCMOS器件性能的主要部分是双极部分,因此以双极工艺为基础的BiCMOS工艺用的较多。BiCMOS工艺下NPN晶体管的俯视图和剖面图以P阱CMOS工艺为基础的BiCMOS工艺以N阱CMOS工艺为基础的BiCMOS工艺以双极性工艺为基础的BiCMOS工艺本章练习题