【正文】 最后，還要感謝所有幫助過我的人，謝謝你們！ 參考文獻(xiàn) [1] 劉樹林，程紅麗．低頻電子線路．北京：機(jī)械工業(yè)出版社． [2] 朱正涌，張海洋，朱元紅．半導(dǎo)體集成電路（第二版）．北京：清華大學(xué)出版社． [3] 劉樹林，張華曹，柴長春．半導(dǎo)體器件物理．北京：電子工業(yè)出版社． [4] 關(guān)旭東．硅集成電路工藝基礎(chǔ)． 北京：北京大學(xué)出版社． [5] （美） Behzad Razavi．模擬 CMOS 集成電路設(shè)計(jì) .西安：西安交通大學(xué)出版社． [6] 張建人 . MOS 集成電路分析與設(shè)計(jì)基礎(chǔ) .北京：電子工 [7] （美） Alan Hast：電子工 [8] 張延慶，張開華，朱兆宗．半導(dǎo)體集成電路．上海：上?？茖W(xué)技 [9] 王振紅．運(yùn)算放大器應(yīng)用．北京：化學(xué)工業(yè)出版社． [10] 譚博學(xué)，苗匯靜 .集成電路原理及應(yīng)用 . 北京：電子工 [11] 李聯(lián) .MOS 運(yùn)算放大器―原理、設(shè)計(jì)與應(yīng)用 .上海：復(fù)旦大 [12] 夏武穎 .半導(dǎo)體器件模型和工藝模型 .北京：科 [13] 吳建輝 .CMOS 模擬集成電路分析與設(shè)計(jì)．北京：電子工業(yè)出版社． [14] 李偉華．集成電路版圖基礎(chǔ)．北京：清華大學(xué)出版社． 附錄（ DRC 驗(yàn)證規(guī)則） n 阱 well n 阱 的 最 小 寬 度 阱與阱之間的最小間距 ndiff 到 nwell 的最 小 間 距 pdiff 到 nwell 的最 小 間 距 pmos 器件必須在 nwell 內(nèi) 有源區(qū)（ active） 有源區(qū)的最小寬度 有源區(qū)之間的最小間距 多晶硅（ poly） 多晶硅的最小寬度 多 晶 硅 間 的 最 小 寬 度 多 晶硅 與有 源區(qū) 的最小 間距 多晶硅柵在場區(qū)上的最小露頭 源、漏與柵的最小間距 引線孔（ contact ） 引 線 孔 的 最 小 寬 度 引 線 孔 間 的 最 小 間 距 多晶硅覆蓋引線孔的最小間距 metal1 覆蓋引線孔的最小間距 金屬 1（ metal1） 金屬 1 的最小寬度 1u 金屬 1 間 的 最 小 間 距 金屬 2（ metal2） 金屬 2的最小寬度 金屬 2 間 的 最 小 間 距 金屬 2 的 最 小 挖 槽 深 度 通孔（ via） 通孔的最小寬度 通 孔 間 的 最 小 間 距 通 孔與 引線 孔間 的最小 間距 metal1 覆蓋 通孔 的最小 間距 metal2 覆蓋 通孔 的最小 間距 通 孔 與 多 晶 硅 的 最 小 間 距 1 I 。當(dāng)我的版圖沒有經(jīng)過驗(yàn)證時(shí)，他又讓我耐心檢查錯(cuò)誤并告訴我更合理的畫法；還為我仔細(xì)講解了電路原理；在最后的仿真中， 當(dāng)然還得感謝我的父母，在這一個(gè)月的艱苦奮斗中，他們默默的為我付出（每天為我做飯，并給我創(chuàng)造了一個(gè)安靜、舒適的環(huán)境）。在這里，我要衷心的感謝王瑾同事對(duì)我的耐心講解和悉心指導(dǎo)，在他的幫助下，我順利完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。 致 謝 經(jīng)過幾個(gè)月的努力，終于將畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文完成了。 最后的工作就是了解 BiCMOS 工藝，我主要了解了 BiCMOS 工藝發(fā)展及其應(yīng)用領(lǐng)域，熟悉工藝流程。最后就是驗(yàn)證方面的知識(shí)，主要包括 DRC 驗(yàn)證和 LVS 驗(yàn)證，了解它們的驗(yàn)證步驟以及驗(yàn)證出錯(cuò)后該如何修改。首先在畫單管的時(shí)候，我們可以建立自己的底層單元，在整個(gè)版圖的繪制中，我們可以調(diào)用底層單元，這樣 不僅減少工作量，而且在 DRC 驗(yàn)證出錯(cuò)時(shí)可以避免挪動(dòng)太多，只需修改底層單元就可以將整個(gè)版圖中出現(xiàn)的相同錯(cuò)誤全部改正，這樣就可以很方便的完成版圖編輯工作。同時(shí)我還粗略的了解了放大器的頻率特性。 通過電路仿真，我更加深刻的理解了運(yùn)算放大器的各個(gè)參數(shù)的意義，并且更清楚各參數(shù)的變化對(duì)電路性能的影響。其剖面圖如圖 所示： 圖 金屬化剖面圖 第五章 總結(jié) 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我的主要工作有：掌握集成運(yùn)算放大器的基本工作原理；學(xué)習(xí)版圖的畫法及注意事項(xiàng)；了解 BiCMOS 工藝，并熟悉工藝流程。最常用的金屬互聯(lián)線是 Cu 和 Al。為了避免一層金屬與二層金屬直接接觸，在它們之間通常生長一層阻擋層，一般使用 TiN 來作為這層阻擋層。 接觸孔是用于柵和一層金屬 或者襯底，一層金屬之間的連接，它可以有效控制硅片的電阻，并可以形成肖特基二極管。值得注意的是， PMOS 晶體管不需要輕摻雜上的漏區(qū)注入。氧化層各向同向淀積。其剖面圖如圖 所示： 圖 閾值調(diào)節(jié)剖面圖 10. 多晶硅的淀積及光刻 MOS晶體管的柵由淀積本證多晶硅后大面積磷淀積摻雜形成的重?fù)诫s N型多晶硅構(gòu)成的。選擇合適摻雜濃度的阱和外延層，可以同時(shí)將 NMOS 管和 PMOS 管的閾值電壓調(diào)整到期望值。光刻后的剖面圖如圖 所示： 圖 溝道終止注入剖面圖 8. LOCOS 處理 LOCOS 氧化是采用整齊或高 壓來提高氧化生長速率，然后除去氮化層以及下面的緩沖氧化層。 7. 溝道終止注入 由于模擬 BiCMOS 使用的硅晶體的（ 100）面，因此需要溝道終止注入提高厚場閾值的閾值電壓使其高于正常的工作電壓。最終的剖面圖如圖 所示： 圖 基區(qū)注入剖面圖 6. 反型槽 模擬 BiCMOS 工藝采用與多晶硅柵 CMOS 工藝相同的 LOCOS 工藝，也就是使 用反型槽掩膜版光刻厚的 LPCVD 氮化層，并刻蝕最終形成的場氧化層區(qū)域。例如，段溝道的 PMOS 晶體管需要一個(gè)中度摻雜的阱以防止擊穿，而雙極型晶體管需要一個(gè)輕摻雜的阱以形成集電極漂移，因此要選擇一個(gè)折衷的摻雜濃度來滿足MOS 器件和雙極型器件的性能需求。在阱推結(jié)的過程中會(huì)形成一層薄的氧化層，可以用它對(duì)重?fù)诫s N 型淀積進(jìn)行光刻。 3. 外延生長 N 型埋層退火后，除去氧化層，進(jìn)行第二次外延淀積，如圖 所示： 圖 外延生長剖面圖 在第二次外延生長過程中，反應(yīng)會(huì)使 N 型埋層雜質(zhì)析出并重新淀積，這個(gè)過程稱為自動(dòng)摻雜，可以引起在一次 和二次外延層的交界面形成 N 型硅薄層，并減小相鄰阱之間的距離。如果沒有這層外延，埋層會(huì)直接接觸襯底，形成擊穿電壓很低的 PN 結(jié)。 BiCMOS 工藝的工藝步驟 以基于 N 阱的 CMOS 工藝為基礎(chǔ)的 BiCMOS 工藝為例，簡單介紹 BiCMOS 的工藝流程： 1. 襯底材料 模擬 BiCMOS 一般選用 的襯底材料是偏離晶軸一定切割角度的 P 型（ 100）襯底以減小版圖失真。這種結(jié)構(gòu)克服了以 P 阱 CMOS 工藝為基礎(chǔ)的 BiCMOS 結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，而且還可以用此工藝獲得對(duì)高電壓，大電流很有用的縱向 NPN 管 P 阱 CMOS 工藝為基礎(chǔ)的 BiCMOS 工藝雖然能得到較好的雙極型器件性能，但 CMOS 器件的性能不夠理想。 以雙極型工藝為基礎(chǔ)的 BiCMOS 工藝 1. 以雙極型工藝為基礎(chǔ)的 P 阱 BiCMOS 工藝 該工藝采用成熟的 PN 結(jié)對(duì)通隔離技術(shù)。 2. 以 N 阱 CMOS 為基礎(chǔ)的 BiCMOS 工藝 在此工藝中，雙極型晶體管與 PMOS 在 P 阱中形成。這種工藝的有點(diǎn)主要表現(xiàn)在： 工藝簡單； MOS 管的開啟電壓可以通過一次離子注入進(jìn)行調(diào)整； NPN 管自隔離。 BiCMOS 工藝把雙極器件和 CMOS 器件同時(shí)制作在同一芯片上，兼有模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的混合電路的要求，它綜合了雙極型高跨導(dǎo)，強(qiáng)負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力和MOS 器件高集成度，低功耗的優(yōu)點(diǎn)，使它們發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，形成更具發(fā)展的工藝。這種工藝不僅集成度高，而且這些器件的性能穩(wěn)定，以滿足新應(yīng)用的需求。單一的 MOS 工藝和單一的雙極型工藝都不能同時(shí)滿足大規(guī)模集成電路在各個(gè)技術(shù)指標(biāo)方面的要求，因此一種新的技術(shù)工藝 ―― BiCMOS 工藝出現(xiàn)了。但此工藝的缺點(diǎn)是雖然模擬器件只占整個(gè)電路的很小部分，卻占用了設(shè)計(jì)精力的大部分。 典型的混合信號(hào)集成電路一般包含 90%― 95%的數(shù)字電路和 5%― 10%的模擬電路。 MOS 工藝有：硅柵自對(duì)準(zhǔn)雙阱多層金屬鋁的 COMS工藝、硅柵自對(duì)準(zhǔn)單阱單層金屬鋁的 CMOS 工藝、單阱鋁柵 CMOS 工藝、 E/D MOS工藝、 LDD 工藝等。最早使用的雙極型工藝有： TTL 工藝、 ECL 工藝等。 雙極型晶體管多采用多晶硅發(fā)射級(jí)結(jié)構(gòu)，發(fā)射級(jí)與 MOS 器件的柵極一起形成。 圖 器件工藝的結(jié)構(gòu)簡圖 BiCMOS 工藝的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 自對(duì)準(zhǔn)形成雙埋層以及雙阱， N 阱用于制作 PMOS 管， NPN 管