北京大学：《集成电路原理与设计 Principle of Integrated Circuits》课程电子教案（数字集成电路原理与设计）chap2-2 第二章 集成电路制作工艺 2.3 寄生效应和SOI工艺

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集成电路原理与设计 集成电路制作工艺：寄生效应和SOI工艺 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only

Generated by Foxit PDF Creator Foxit Soft ttp//www.foxitsoftware.comForevaluation 第二章集成电路制作工艺 21.1集成电路加工的基本操作 21.2MOS结构和分类 2.2.1N阱cMos工艺 2.2.2深亚微米CMoS工艺 23.1 CMOS IO中的寄生效应 23.2S0I工艺 233CMos版图设计规则

2 第二章 集成电路制作工艺  2.1.1 集成电路加工的基本操作  2.1.2 MOS结构和分类  2.2.1 N阱CMOS工艺  2.2.2 深亚微米CMOS工艺  2.3.1 CMOS IC中的寄生效应  2.3.2 SOI工艺  2.3.3 CMOS版图设计规则 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only

Generated by Foxit PDF Creator Foxit Soft ttp//www.foxitsoftware.comForevaluation 场区寄生MOS晶体管 金属 氧化层 n 防止出现寄生沟道的措施: 足够厚的场氧化层 场区注硼

3 场区寄生MOS晶体管 防止出现寄生沟道的措施: 足够厚的场氧化层 场区注硼 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only

Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software ttp//www.foxitsoftware.comForevaluationonly 体硅CMOS中的闩锁效应 R sVn闩锁效应示意图Vg DD h Rs n阱 p型衬底

4 体硅CMOS中的闩锁效应 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only

Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software 。Vn闩锁效应示盒阳V 闩锁效应等效电路"Y p型衬底 RW Vout Q4 Q1 闩锁效应 Vout Q2 击穿 Q3 V/au 5

5 闩锁效应:等效电路 Q1 Q2 Q3 Q4 Vout Vout Rw Rs Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only

Generated by Foxit PDF Creator Foxit Soft p://www.foxitsoftware.comfoRevaluation 寄生晶体管Q1、Q2,寄生电阻Rnw、Rb 构成等效电路 Q1和Q2交叉耦合形成正反馈回路 电流在Q1和Q2之间循环放大 DD和GND之间形成极大的电流,电源和地之间锁定在 个很低的电压(维持电压v GND Q1 Ruh O2 R 阱 p衬底 GND

 寄生晶体管Q1、Q2，寄生电阻Rnw、Rsub 构成等效电路  Q1和Q2交叉耦合形成正反馈回路  电流在Q1和Q2之间循环放大  VDD和GND之间形成极大的电流，电源和地之间锁定在一 个很低的电压(维持电压Vh) Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only

Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software ttp//www.foxitsoftware.comForevaluationonly 防止闩锁效应 的措施 1.减小阱区和衬底的寄生电阻 2.降低寄生双极晶体管的增益 3.使衬底加反向偏压 4.加保护环 5.用外延衬底 6.采用 SOICMOS技术

7 防止闩锁效应 的措施 1. 减小阱区和衬底的寄生电阻 2. 降低寄生双极晶体管的增益 3. 使衬底加反向偏压 4. 加保护环 5. 用外延衬底 6. 采用SOICMOS技术 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only

Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software ttp//www.foxitsoftware.comForevaluationonly 1、减小寄生电阻 2、降低寄生晶体管增益 抑制闩锁效应p3、衬底加反向偏压 V闩锁效应示图V Q Q p型衬底 R

8 抑制闩锁效应：  1、减小寄生电阻  2、降低寄生晶体管增益  3、衬底加反向偏压 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only

Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software ttp//www.foxitsoftware.comForevaluationonly 锁效应示盘阳 多晶硅目图[有源区[n阱 4、保护环 n阱 计n+ 阱 保护环 p型衬底

9 4、保护环 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only

Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software ttp//www.foxitsoftware.comForevaluationonly s 5、外延衬底 阱 保护环 p型衬底 n阱 p外延层 p型衬底

10 5、外延衬底 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only