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双极型集成电路版图设计

2018/06/19117 作者:佚名
导读: 按照线路要求和工艺条件设计元件的图形和尺寸,并进行布局和布线,同时设计出一套光刻掩模版图形。版图设计的第一步,是对既定线路按不同电位划分隔离区和确定元件之间的布线。然后,转入对元件的设计。双极型集成电路的元件包括晶体管、二极管、电阻和电容。其中 NPN晶体管的设计是核心。设计一个性能良好的集成电路,首先要设计出电学性能符合要求的晶体管,而晶体管的特性又是由其图形、尺寸和工艺条件所决定的。在双

按照线路要求和工艺条件设计元件的图形和尺寸,并进行布局和布线,同时设计出一套光刻掩模版图形。双极型集成电路图片

版图设计的第一步,是对既定线路按不同电位划分隔离区和确定元件之间的布线。然后,转入对元件的设计。双极型集成电路的元件包括晶体管、二极管、电阻和电容。其中 NPN晶体管的设计是核心。设计一个性能良好的集成电路,首先要设计出电学性能符合要求的晶体管,而晶体管的特性又是由其图形、尺寸和工艺条件所决定的。

在双极型集成电路中,常用的晶体管图形有5种,每一种图形各有其特殊作用(见)。这 5种图形是单基极条形、双基极条形、双基极、双集电极条形、基极马蹄形(并联扩展可设计成梳形结构)和发射极马蹄形。在版图设计中,往往在同一块版图中几种晶体管图形会同时出现,这是因为不同晶体管在电路中所起作用不同。双极型集成电路

双极型集成电路版图设计中常用的二极管,是与晶体管同时制成的。二极管可以利用单独一个基区扩散结;也可以先做成NPN晶体管结构,然后用一定方式连接成二极管。后者的基本连接方式有5种:①基极和集电极短接;②发射极和基极短接;③发射极开路;④发射极和集电极短接;⑤集电极开路。这5种连接法和单独一个基区扩散结共有6种不同的二极管。这6种形式的二极管因结构不同,特性也有差异,在应用中根据不同要求加以选择。

在双极型集成电路的版图设计中,电阻通常是随同晶体管的某一扩散工艺同时进行而制成扩散电阻的。原则上,不论发射区、基区和集电区(外延层),都可以制作电阻。①基区硼扩散电阻:其薄层电阻值为 150~200欧/□左右,逻辑集成电路中的电阻值范围比较适中,而且温度系数也较小,一般为 1.9×10-3/。②发射区磷扩散电阻:其薄层电阻值为2~5欧/□,可用作低值电阻。但实际上常用作"磷桥",代替内部金属连线遇到难以避免交叉时完成交越;③基区沟道电阻:这是利用基区扩散和发射区扩散形成的。因为薄层很薄,扩散杂质浓度也低,薄层电阻可高达5~20千欧/□。温度系数较高,一般为3~5×10-3/。这种电阻器又受到工作电压的限制,当反偏压升高时,PN结势垒区扩张,使沟道变得更薄,阻值变大;反之,偏压降低,阻值变小;④体电阻:外延层体电阻阻值很难控制,可用作高阻值电阻,其温度系数高,约为5×10-3/。

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