《IC原理》复习资料.doc

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1、《IC原理》复习资料1.按照半导体集成电路的集成度来分，分为哪些类型？小规模集成电路(SSI)、中规模集成电路(MSI)、大规模集成电路(LSI)、超大规模集成电路(VLSI)、特大规模集成电路(ULSI)、巨大规模集成电路(GSI）。2.按照器件类型分，半导体集成电路分为哪几类？BJT型、MOS型、Bi-CMOS型3.按电路功能或信号类型分，半导体集成电路分为哪几类？数字集成电路、模拟集成电路、数模混合集成电路4.四层三结的结构的双极型晶体管中隐埋层的作用？①减小寄生pnp管的影响；②减小集电极

2、串联电阻。5.&&&&&&&&&之后采集了的简单叙述一下pn结隔离的NPN晶体管的光刻步骤？N+隐埋层扩散孔光刻→P隔离扩散孔光刻→P型基区扩散孔光刻→N+发射区扩散孔光刻→引线孔光刻→反刻铝6.简述硅栅P阱CMOS的光刻步骤？P阱光刻→光刻有源区→光刻多晶硅→P+区光刻→N+区光刻→光刻接触孔→光刻铝线7.以P阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些不足？NPN晶体管电流增益小；集电极的串联电阻很大；NPN管C极只能接固定电位，从而限制了NPN管的使用。8.以N阱CMOS工艺为基础的BiCMO

3、S的有哪些优缺点？并请提出改进方法。优点：NPN具有较薄的基区，提高了其性能；N阱使得NPN管C极与衬底隔开，可根据电路需要接电位。缺点：集电极串联电阻还是太大，影响双极器件的驱动能力。改进方法：在N阱里加隐埋层，使NPN管的集电极串联电阻减小；使CMOS器件的抗闩锁性能大大提高。1.双极型IC的隔离技术主要有几种类型。pn结隔离、绝缘介质隔离及性能更优越的pn结隔离、绝缘介质隔离混合的隔离工艺--混合隔离（等平面隔离）。其中最重要的是典型的pn结隔离的工艺内容,这仍然是双极型逻辑集成电路制造中最

4、最常用的隔离工艺,因为该工艺与常规平面制造工艺相容性最好。pn结隔离-利用反向pn结的大电阻特性实现集成电路中各元器件间电性隔离方法；介质隔离-使用绝缘介质取代反向pn结,实现集成电路中各元器件间电性隔离方法；混合隔离-在实现集成电路中各元器件间电性隔离时,既使用了反向pn结的大电阻特性又使用了绝缘介质电性绝缘性质的方法。2.为什么集成双极型晶体管会存在寄生效应？画出截面图并说明何谓有源寄生效应。为了在一个基片上制造出多个器件，必须采用隔离措施，pn结隔离是一种常用的工艺。在pn结隔离工艺中，典型

5、npn集成晶体管的结构是四层三结构，即npn管的高浓度n型扩散发射区-npn管的p型扩散基区-n型外延层（npn管的集电区）-p型衬底四层，以及四层之间的三个pn结这样的工艺结构。这就会产生寄生pnp晶体管。1.如何抑制集成双极型晶体管的有源寄生效应和无源寄生效应？抑制有源寄生效应的措施：（1）在npn集电区下加设n+埋层，以增加寄生pnp管的基区宽度，使少子在基区的复合电流增加，降低基区电流放大系数βpnp¯使寄生pnp管的电流放大系数降至0.01以下，则有源寄生转变为无源寄生，仅体现为势垒电容

6、的性质。；同时埋层的n+扩散区形成的自建减速场也有一定的降低的作用，还可降低rcs。（2）可采用外延层掺金工艺，引入深能级杂质，降低少子寿命，从而降低βpnp。掺金工艺是在npn管集电区掺金（相当于在pnp管基区掺金）。掺金的作用，使pnp管基区中高复合中心数增加，少数载流子在基区复合加剧，由于非平衡少数载流子不可能到达集电区从而使寄生pnp管电流放大系数大大降低。（3）还应注意，npn管基区侧壁到P+隔离环之间也会形成横向pnp管，必须使npn管基区外侧和隔离框保持足够距离。抑制无源寄生效应的措

7、施：pn结电容的大小与结的结构和所处的状态有关，即与pn结上所加的偏压有关；还与pn结的面积有关，减小pn结的面积是减小pn结电容的有效方法。降低rcs的方法是在npn集电区下加设n+埋层，采用磷穿透工艺可进一步降低rcs。1.下图示出横向pnp管、纵向pnp管的剖面图。试说明它们的结构与特点。PLayout74横向pnp管的制作可与普通的npn管同时进行，不需附加工序。采用等平面隔离工艺的横其中心p型发射区和外围p型区是与普通npn管基区淡硼扩散同时完成的，而基区即为外延层。在横向pnp管中，发

8、射区注入的少子（空穴）在基区中流动的方向与衬底平行，故称为横向pnp管。纵向pnp管以P型衬底作集电区，集电极从浓硼隔离槽引出。N型外延层作基区，用硼扩散作发射区。由于其集电极与衬底相通，在电路中总是接在最低电位处，这使它的使用场合受到了限制，在运放中通常只能作为输出级或输出缓冲级使用。2.说明提高衬底pnp管电流增益的主要措施。①降低基区材料的缺陷，减少复合中心数目，提高基区少子寿命。②适当减薄基区宽度，采用薄外延材料。但同时应注意，一般衬底pnp管与普通的npn管做在同一芯片上