集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)ch(3)-文庫(kù)吧資料
2025-01-13 01:54本頁(yè)面
【正文】 (a), 符號(hào) (b)與 IV特性曲線 (c) )1(DSD ??kTqVeII2022/2/4 34 肖特基結(jié)二極管 圖 金屬與半導(dǎo)體接觸 金屬 與摻雜半導(dǎo)體接觸形成的肖特基二極管的工作原理 基于 GaAs和 InP的 MESFET和 HEMT器件中，其金屬柵極與溝道材料之間形成的結(jié)就屬于肖特基結(jié)。漂移運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)方向相反。 圖 PN結(jié)的形成 2022/2/4 32 圖 平衡狀態(tài)下的PN結(jié) 在耗盡區(qū)中正負(fù)離子形成了一個(gè)電場(chǎng) ε，其方向是從帶正電的 N區(qū)指向帶負(fù)電的 P區(qū)的。 ?在半導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生多余的電子，稱為“施主雜質(zhì)”。 2022/2/4 29 N型半導(dǎo)體 ?摻入少量的 5價(jià)元素，如磷、砷或銻，有 5個(gè)價(jià)電子，形成共價(jià)鍵時(shí)，多余 1個(gè)電子。 ?空穴為多數(shù)載流子，電子為少數(shù)載流子。 2022/2/4 27 雜質(zhì)半導(dǎo)體 ?根據(jù)摻入雜質(zhì)性質(zhì)的不同，雜質(zhì)半導(dǎo)體可以分為 N型半導(dǎo)體和 P型半導(dǎo)體。 但是 ， 當(dāng)半導(dǎo)體的溫度升高 （ 例如室溫 300K） 或受到光照等外界因素的影響時(shí) ，本征激發(fā)所產(chǎn)生的自由電子和空穴數(shù)目是相同的 。用來(lái)制作集成電路的硅、鍺等都是晶體，而玻璃、橡膠等都是非晶體。 2022/2/4 24 了解集成電路材料 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí) PN結(jié)與結(jié)型二極管 雙極型晶體管基本結(jié)構(gòu)與工作原理 MOS晶體管基本 結(jié)構(gòu)與工作原理 2022/2/4 25 半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu) ?固體材料分為兩類：晶體和非晶體。 ?注入氧隔離（ SIMOX）和晶片粘接兩種 SOI制造技術(shù)（ ） ?SOI: 由于在器件的有源層和襯底之間的隔離層厚，電極與襯底之間的寄生電容大大的減少。 2022/2/4 23 半導(dǎo)體 /絕緣體材料系統(tǒng) ?半導(dǎo)體 /絕緣體材料系統(tǒng)是半導(dǎo)體與絕緣體相結(jié)合的材料系統(tǒng)。 制作高電子遷移率晶體管 HEMT。 ?材料系統(tǒng)與摻雜過(guò)的材料之間的區(qū)別 : 在摻雜材料中 , 摻雜原子很少 在材料系統(tǒng)中 ,外來(lái)原子的比率較高 2022/2/4 22 半導(dǎo)體材料系統(tǒng) ? 半導(dǎo)體材料系統(tǒng)是指不同質(zhì)（異質(zhì)）的幾種半導(dǎo)體 (GaAs與 AlGaAs, InP與 InGaAs和 Si與 SiGe等 )組成的層結(jié)構(gòu)。 三種摻雜工藝中 ， 后兩種由于可在較低的工藝溫度下進(jìn)行而在 VLSI工藝中被優(yōu)先采用 。 ? 注入法的雜質(zhì)濃度為 1020cm3， 電阻率約是它的 10倍 。 ? 多晶硅可用擴(kuò)散法 、 注入法摻雜 ， 也可在沉淀多晶硅的同時(shí)通入雜質(zhì)氣體 （ InSitu法 ） 來(lái)?yè)诫s 。 在 MOS及雙極器件中 ，多晶硅用制作柵極 、 形成源極與漏極 （ 或雙極器件的基區(qū)與發(fā)射區(qū) ） 的歐姆接觸 、 基本連線 、 薄 PN結(jié)的擴(kuò)散源 、 高值電阻等 （ 例 ） 。 通過(guò)不同雜質(zhì)的組合 ， 多晶硅的電阻率可被控制在 500— ? 非摻雜的多晶硅薄層實(shí)質(zhì)上是半絕緣的 ， 電阻率為 300 ? 2022/2/4 19 多晶硅 ? 多晶硅與單晶硅都是硅原子的集合體 。門陣列電路中，單元電路內(nèi)的布線也已經(jīng)完成。 2022/2/4 17 CMOS工藝的多層互聯(lián)線 2022/2/4 18 IC設(shè)計(jì)與金屬布線 ?多數(shù)情況下， IC特別是 VLSI版圖 設(shè)計(jì)者的基本任務(wù)是完成金屬布線。最上面一層通常用于供電及形成牢固的接地。寄生電容大部分由兩層金屬及其間的隔離層形成。第一層金屬主要用于器件各個(gè)極的接觸點(diǎn)及器件間的部分連線，這層金屬通常較薄，較窄，間距較小。 ? 在大部分 GaAs IC工藝中有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的工序：即把第一層金屬布線與形成肖特
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