BICMOS工艺常用器件

BICMOS工艺常用器件BICMOS工艺即是将 Bipolar工艺与 CMOS工艺相结合的一种综合工艺，它具有双极工艺高跨导、强负载驱动能力和CMOS器件高集成度、低功耗的优点。一般 BICMOS工艺还可以分为两类：一是以CMOS工艺为基础的 BICMOS工艺，包括 P阱 BICMOS和 N阱 BICMOS两种工艺；另一类是以标准双极工艺为基础的BICMOS工艺，其中包括 P阱 BICMOS和双阱 BICMOS。影响 BICMOS器件性能的主要是双极部分，因此以双极工艺为基础的 BICMOS工艺用的较多。下面简要介绍以双极工艺为基础的双阱BICMOS工艺的器件结构。1、 MOS管如图（1）以双极工艺为基础的双阱 BICMOS工艺下的 MOS管结构：P沟器件做在 N阱中，N沟器件做在 P阱中。该工艺采用PN结对通隔离技术，有 N＋及 P＋双埋层结构，并采用薄外延层来实现器件的高截止频率和窄隔离宽度。其中 NMOS管的源漏与 NPN管的发射区和横向 PNP管及纵向 PNP管的基区接触扩散同时进行。PMOS管的源漏区扩散与 NPN的基区扩散，横向 PNP管的集电区、发射区扩散，纵向 PNP管的发射区扩散同时完成。MOS管的工作原理与 CMOS工艺下的管子一样。 图（1）2、 三极管（1）NPN管NPN晶体管是双极集成电路中的基本器件，如图（2）以 N外延层为集电区，Basep为基区，在 Basep中做一重掺杂的N+为发射区。由其剖面图可见，NPN存在寄生的 PNP，但是这个寄生的 PNP不是在任何情况下都起作用。在模拟电路中，由于 NPN管一般都处于截止或正向工作区，VBC-NPN<0，所以寄生 PNP的发射结是反偏的，因为 VBE-PNP= VBC-NPN<0，因而寄生 PNP管截止。而在数字电路中，NPN工作在饱和区或反向工作区，此时 VBE-PNP= VBC-NPN>0，寄生 PNP将处于正向工作区，这将使相当大的一股反向NPN管的“发射极电流”变成无用电流流入衬底。所以在数字电路中要注意减小寄生PNP效应。一般工艺上通过掺金工艺和埋层工艺来减小寄生 PNP正向运用时的共基极短路电流增益aSF。从而减小寄生 PNP管的影响，增加有用电流的比值。图（2） 在实际的双极工艺中，除了寄生三极管外，还有无源寄生效应如串联电阻、寄生电容等，这些都将不可避免的影响到的电路的性能，下面做简要介绍，以便将来在版图设计过程中适当减小这些寄生效应。作为 VNPN管存在三种寄生电阻：发射极串联电阻，集电极串联电阻，基区电阻。首先，发射区电阻由发射区体电阻和发射区接触电阻组成，一般发射区做成方形其宽长比相当小，所以电阻可忽略。接触电阻由发射...