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📄 互补双极工艺技术的重大突破ee365.htm

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                  href="http://tech.ee365.cn/drivers.htm" target=_blank><IMG 
                  height=34 alt=硬件驱动 src="互补双极工艺技术的重大突破ee365.files/nav_hard.gif" 
                  width=45 border=0></A></TD></TR>
              <TR align=middle>
                <TD vAlign=top align=middle bgColor=#f7f7f7 height=12><A 
                  href="http://tech.ee365.cn/cellphone.htm" 
                  target=_blank>手机设计</A></TD>
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                  href="http://tech.ee365.cn/auto.htm" target=_blank>汽车电子</A></TD>
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                  href="http://tech.ee365.cn/ce.htm" target=_blank>消费电子</A></TD>
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                  href="http://tech.ee365.cn/industry.htm" 
                target=_blank>工业控制</A></TD>
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                  href="http://tech.ee365.cn/digitaltv.htm" 
                  target=_blank>数字电视</A></TD>
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                  target=_blank>网络与通信</A></TD>
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                  href="http://tech.ee365.cn/drivers.htm" 
                target=_blank>硬件驱动</A></TD></TR></TBODY></TABLE></TD></TR></TBODY></TABLE></TD></TR></TBODY></TABLE>
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  <TR>
    <TD><FONT color=#ff6600>
      <DIV style="MARGIN: 2px auto; WIDTH: 750px"><A 
      href="http://www.ee365.cn/"><FONT color=#ff6600>中国电子工程网</FONT></A> <FONT 
      color=#ff6600>&gt;</FONT> <A 
      href="http://www.ee365.cn/list.aspx?ClassID=184"><FONT 
      color=#ff6600>技术</FONT></A> <FONT color=#ff6600>&gt;</FONT> <A 
      href="http://www.ee365.cn/list.aspx?ClassID=191"><FONT 
      color=#ff6600>设计应用</FONT></A> </DIV></FONT></TD></TR></TBODY></TABLE>
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    <TD width=586>
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        <TBODY>
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        <TR>
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        <TR>
          <TD align=middle bgColor=#eff7ff height=41><SPAN 
            class=STYLEtitle>互补双极工艺技术的重大突破</SPAN></TD></TR>
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          <TD align=middle height=41><FONT color=#666666>http://www.ee365.cn 
            2002-01-08 14:25 </FONT></TD></TR></TBODY></TABLE>
      <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="98%" border=0>
        <TBODY>
        <TR>
          <TD class=td15>
            <P align=justify><FONT face=Verdana color=#2b93b0 
            size=2>VIP10</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>是美国国家半导体公司（</FONT><FONT face=Verdana color=#2b93b0 
            size=2>NS</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>）互补双极工艺技术的一项重大突破。互补双极晶体管无论采用 </FONT><FONT face=Verdana 
            color=#2b93b0 size=2>NPN </FONT><FONT color=#2b93b0 size=2>还是 
            </FONT><FONT face=Verdana color=#2b93b0 size=2>PNP </FONT><FONT 
            color=#2b93b0 
            size=2>设计，均较其他晶体管更能为新一代的高性能、高速度放大器提供所需的功能，例如高带宽、低功耗、低电压、较大的输出振幅、高输出电流以及低失真率等。</FONT></P>
            <P align=justify><FONT color=#2b93b0 size=2>由于</FONT><FONT 
            face=Verdana color=#2b93b0 size=2>VIP10</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>采用先进的工艺技术结构，具有很多优点。活性区是采用</FONT><FONT face=Verdana 
            color=#2b93b0 size=2>Bonded Water</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>技术制成的绝缘硅片</FONT><FONT face=Verdana color=#2b93b0 
            size=2>(SOI)</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>，四周有蚀刻沟道，并以填料填满沟道，成为绝缘边。</FONT><FONT face=Verdana 
            color=#2b93b0 size=2>VIP10 </FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>晶体管的集电极均已完全加以电介质隔离</FONT><FONT face=Verdana color=#2b93b0 
            size=2>(DI)</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>，而且集电极和基底或井之间并无反向偏压接面。上一代的工艺技术均采用接面绝缘 </FONT><FONT 
            face=Verdana color=#2b93b0 size=2>(JI)</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>的方法，集电极与基底之间的电容</FONT><FONT face=Verdana color=#2b93b0 
            size=2>(Cjs)</FONT><FONT color=#2b93b0 size=2>基本上是接面电容。</FONT></P>
            <P align=justify><FONT color=#2b93b0 
            size=2>对于采用接面绝缘方法的工艺技术来说，其电容量将更大一些，尤其是某一类晶体管，因为采用接面电容，会跟随不同电压而改变。</FONT><FONT 
            face=Verdana color=#2b93b0 size=2>NS</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>的</FONT><FONT face=Verdana color=#2b93b0 
            size=2>VIP1</FONT><FONT color=#2b93b0 size=2>、</FONT><FONT 
            face=Verdana color=#2b93b0 size=2>VIP2</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>及</FONT><FONT face=Verdana color=#2b93b0 
            size=2>VIP3</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>等工艺技术与大部分双极工艺技术一样均采用</FONT><FONT face=Verdana color=#2b93b0 
            size=2>p</FONT><FONT color=#2b93b0 size=2>型基底。为了将</FONT><FONT 
            face=Verdana color=#2b93b0 size=2>PNP</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>晶体管的集电极与基底隔离，便需采用</FONT><FONT face=Verdana color=#2b93b0 
            size=2>n</FONT><FONT color=#2b93b0 size=2>型埋层隔离扩散接面。这种</FONT><FONT 
            face=Verdana color=#2b93b0 size=2>n </FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>型扩散接面必须比</FONT><FONT face=Verdana color=#2b93b0 
            size=2>p</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>型基底更高度掺杂。高掺杂度的接面令</FONT><FONT face=Verdana color=#2b93b0 
            size=2>PNP</FONT><FONT color=#2b93b0 size=2>晶体管的</FONT><FONT 
            face=Verdana color=#2b93b0 size=2>Cjs</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>电容远较</FONT><FONT face=Verdana color=#2b93b0 
            size=2>NPN</FONT><FONT color=#2b93b0 size=2>晶体管为高。若采用</FONT><FONT 
            face=Verdana color=#2b93b0 size=2>VIP10</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>工艺技术，不管电压高低，最少晶体管的</FONT><FONT face=Verdana color=#2b93b0 
            size=2>Cjs</FONT><FONT color=#2b93b0 size=2>电容量低至只有</FONT><FONT 
            face=Verdana color=#2b93b0 size=2>5fF</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>，而且</FONT><FONT face=Verdana color=#2b93b0 
            size=2>NPN</FONT><FONT color=#2b93b0 size=2>和</FONT><FONT 
            face=Verdana color=#2b93b0 size=2>PNP</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>晶体管的</FONT><FONT face=Verdana color=#2b93b0 
            size=2>Cjs</FONT><FONT color=#2b93b0 size=2>电容均相同。</FONT></P>
            <P align=justify><FONT color=#2b93b0 
            size=2>另一要解决的寄生电容问题是集电极基极接面的电容</FONT><FONT face=Verdana 
            color=#2b93b0 size=2>(Cjc)</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>。根据密勒效应，集电极基极接面的电容会因应电压增益级的输入而增加，因此在高速的芯片设计之中 </FONT><FONT 
            face=Verdana color=#2b93b0 size=2>Cjc</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>具有关键作用。以高速的晶体管来说，其轻微掺杂的内部基极接面与高度掺杂的外部基极扩散接面连接。这个外部的基极区在基极周边形成一个较大的接面电容。</FONT><FONT 
            face=Verdana color=#2b93b0 size=2>VIP10</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>的四周边界均以电介质加以隔离，一举解决这个问题。方法是利用浅沟蚀刻并以填料填充，而并非采用传统的 </FONT><FONT 
            face=Verdana color=#2b93b0 size=2>LOCOS</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>氧化法，因为采用氧化法可能会产生缺陷，令电流大量漏失，而且大大降低模拟电路的成品率。</FONT></P>
            <P align=justify><FONT color=#2b93b0 
            size=2>发射极及基极的接面各有自己的多晶硅层。重要的发射极及基极区会自动对位。</FONT><FONT face=Verdana 
            color=#2b93b0 size=2>Poly1</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>是外部基极区。</FONT><FONT face=Verdana color=#2b93b0 
            size=2>Poly1</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>区设有一个洞孔，作为发射极的窗口及内部基极。发射极区与外部基极区之间有一层氮化物将两者分隔，而发射极则与</FONT><FONT 
            face=Verdana color=#2b93b0 size=2>Poly2 </FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>连接，使基极拾波区非常接近发射极，有助减低外部基极电阻</FONT><FONT face=Verdana 
            color=#2b93b0 size=2>(Rbb)</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>。这两层多晶硅层均含水杨酸，可进一步减低与发射极、基极及集电极串列一起的寄生电阻。</FONT></P>
            <P align=justify><FONT color=#2b93b0 
            size=2>最少晶体管的芯片面积小至只有</FONT><FONT face=Verdana color=#2b93b0 
            size=2>300mm2</FONT><FONT color=#2b93b0 size=2>，大小只有旧型号的</FONT><FONT 
            face=Verdana color=#2b93b0 size=2>1/8</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>。这是上述功能特色的另一优点。双层多晶硅层结构可将发射极至基极之间的拾波空间减少，较传统的单一多晶硅层方式优胜。基极的周边采用浅沟加以隔离，使集电极拾波区可以非常接近基极，而不会减低崩溃或增加电容。最后，围在晶体管四周的隔离浅沟可大幅缩小绝缘所需的空间。图</FONT><FONT 
            face=Verdana color=#2b93b0 size=2>1</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>所示为</FONT><FONT face=Verdana color=#2b93b0 size=2>VIP10 
            </FONT><FONT color=#2b93b0 size=2>晶体管的横切面。</FONT></P>
            <P align=justify><FONT color=#2b93b0 
            size=2>对于双极性晶体管来说，最常见而又最有价值的交流电数值是过渡频率</FONT><FONT face=Verdana 
            color=#2b93b0 size=2>(Ft)</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>。若</FONT><FONT face=Verdana color=#2b93b0 
            size=2>Vce=5V</FONT><FONT color=#2b93b0 size=2>，</FONT><FONT 
            face=Verdana color=#2b93b0 size=2>VIP10 NPN</FONT><FONT 
            color=#2b93b0 size=2>及</FONT><FONT face=Verdana color=#2b93b0 
            size=2>PNP</FONT><FONT color=#2b93b0 size=2>的过渡频率分别为 </FONT><FONT 
            face=Verdana color=#2b93b0 size=2>9GHz</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>及</FONT><FONT face=Verdana color=#2b93b0 
            size=2>8GHz</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>。对于互补硅片工艺来说，这是极为先进的技术。</FONT><FONT face=Verdana color=#2b93b0 
            size=2>Ft</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>越低，发射极基极接面扩散电容也越低，</FONT><FONT face=Verdana color=#2b93b0 
            size=2>NS</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>利用这种特性，所以设计带宽高达</FONT><FONT face=Verdana color=#2b93b0 
            size=2>1GHz</FONT><FONT color=#2b93b0 size=2>的线性集成电路或带宽为</FONT><FONT 
            face=Verdana color=#2b93b0 size=2>100MHz</FONT><FONT color=#2b93b0 
            size=2>左右的极低功耗线性集成电路，因为即使供电电流极低，所用的内置式放大器也因其扩散及寄生电容较低，而令相移也较低。</FONT></P>
            <P align=justify><FONT color=#2b93b0 size=2>若以较低电压操作，</FONT><FONT 
            face=Verdana color=#2b93b0 size=2>VIP10</FONT><FONT color=#2b93b0
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