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1、集成电路版图基础晶体管版图设计,- 双极：晶体管工作时，同时利用电子和空穴两种载流子，好像存在两个电极，一个吸引电子，一个吸引空穴。 CMOS器件仅仅利用一种载流子工作，所以被称为单极型器件。,基本IC单元版图设计 双极性晶体管,双极型三极管有两种类型:NPN型和PNP型。,8.1 半导体三极管,.1.1 三极管的结构,三极管处于放大状态的工作条件,内部条件：制作工艺特点 外部条件：发射结正偏(利于多子扩散运动)，集电结反偏（利于少子漂移运动）,电位 关系,对NPN型：VC VB VE,.1.2 三极管的电流放大作用,三极管内部载流子的传输过程(以NPN共射极电路为例),说明：发射区大量电子在
2、发射结的扩散运动形成IE，在基区的与空穴的复合，形成基极电流IB，电子在集电结的漂移形成IC。三极管中电流的形成主要是发射区电子的运动形成，当然在三极管中还有其他载流子的漂移和扩散，由于形成电流很小，几乎可以忽略不计。,三极管的 流分配关系,三极管制作工艺的的特点： -保证三极管具有放大作用的内部条件。,发射区的掺杂浓度比基区和集电区高得多 基区很薄且掺杂浓度底 集电极结面积大,双极性晶体管工艺：横向工艺和纵向工艺 横向工艺：横向NPN版图迫使P区变大，因为需要满足接 触需要，这就降低你开关的速度。,E,B,C,N,N,P,9,- FET中栅长L决定了器件的速度，而bipolar的速度由p区宽
3、度决定。 FET的L取决于工艺水平，而bipolar可以用一个少量的、快速的注入形成一个非常薄的p层，制备此注入层比制备很短的栅条容易得多。 纵向工艺： - 采用纵向器件工艺技术可以更加精确地制备bipolar，基区可以比横向工艺制备的小很多，相应的，bipolar的开关速度比FET更快了。,基本IC单元版图设计 双极性晶体管,10,纵向工艺： - 纵向npn晶体管的基极和集电极连接似乎很困难，但是因器件各层的水平长度并不影响器件的速度，扩展水平长度是解决问题的关键。 - 基区/发射区结的制备要比基区/集电区结的制备重要的多，所以要使器件颠倒过来，最后制备发射区，因为先制备的层比后制备的层要承受更多的扩散过程和应力作用。,基本IC单元版图设计 双极性晶体管,基本IC单元版图设计 双极性晶体管,外延生长- 硅片退火,构建N区域-集电极,N型-注入区与埋层相连,制备基区,基本IC单元版图设计 双极性晶体管,制备发射区,17,npn bipolar 寄生效应： - 在所有的寄生参数中，最突出的是基区电阻和集电区电容，这些寄生参数将会降低器件的性能。 BICMOS工艺兼容双极型器件和CMOS器件的工艺。,基本IC单元版图设计 双极性晶体管,
