第三章器件设计技术 第一节引言 集成电路按其制造材料分为两大类:一类是硅材料集成电路,另一类是砷化镓。目前 用于ASlC设计的主体是硅材料。但是,在一些高速和超高速ASIC设计中采用了GaAs材 料。用GaAs材料制成的集成电路,可以大大提高电路速度,但是由于目前GaAs工艺成品 率较低等原因,所以未能大量采用。 1.在双极型工艺下: ASIC Silicon Bipoploer Bil loer FET Logic ECL/CML TTL IIL NMOS PMOS MNOS CMOS CMOSSOS HSMOS Metal Gate VMOS ECL/CML: Emitter Coupled Logic/Current Mode Logic射极耦合逻辑/电流型开关逻辑 TIL: Transistor Transistor Logic晶体管-晶体管逻辑 IL: Integrated Injection Logic集成注入逻辑 2.在MOS工艺下: NMOS、PMOS: MNOS: Metal Nitride (x() Oxide Semiconductor ( E)NMOS与( D)NMOS组成的单元 CMOS: Metal Gate CMOS HSCMOS: High Speed CMOS(硅栅CMOS) CMOS/SOS: Silicon on Sapphire(兰宝石上CMOS,提高抗辐射能力) VMoS: Vertical CMos(垂直结构CMOS,提高密度及避免 Latch-Up效应) 3.GaAs集成电路 GaAs这类Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体中载流子的迁移率比硅中载流子的迁移率高,通常比掺 杂硅要高出6倍。此外,由于GaAs是一种化合物材料,很容易将硅离子注入到GaAs中形 成 MESFET( Metal Semiconductor Field Effect Transistor)的源区与漏区,且由注入深度决定 MESFET的类型。注入深度在500~1000A时是增强型,而1000~2000A时是耗尽型。从 工艺上讲GaAs的大规模集成也比较容易实现。目前GaAs工艺存在的问题是它的工艺一致 性差,使其制造成品率远远低于硅集成电路。第三章 器件设计技术 第一节 引 言 集成电路按其制造材料分为两大类：一类是硅材料集成电路，另一类是砷化镓。目前 用于 ASIC 设计的主体是硅材料。但是，在一些高速和超高速 ASIC 设计中采用了 GaAs 材 料。用 GaAs 材料制成的集成电路，可以大大提高电路速度，但是由于目前 GaAs 工艺成品 率较低等原因，所以未能大量采用。 1． 在双极型工艺下： ECL/CML： Emitter Coupled Logic/Current Mode Logic 射极耦合逻辑/电流型开关逻辑 TTL：Transistor Transistor Logic 晶体管-晶体管逻辑 IIL：Integrated Injection Logic 集成注入逻辑 2． 在 MOS 工艺下： NMOS、PMOS： MNOS：Metal Nitride（氮） Oxide Semiconductor (E)NMOS 与(D)NMOS 组成的单元 CMOS: Metal Gate CMOS HSCMOS：High Speed CMOS （硅栅 CMOS） CMOS/SOS：Silicon on Sapphire（兰宝石上 CMOS，提高抗辐射能力） VMOS：Vertical CMOS（垂直结构 CMOS，提高密度及避免 Latch-Up 效应） 3． GaAs 集成电路： GaAs 这类Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体中载流子的迁移率比硅中载流子的迁移率高，通常比掺 杂硅要高出 6 倍。此外，由于 GaAs 是一种化合物材料，很容易将硅离子注入到 GaAs 中形 成 MESFET（Metal Semiconductor Field Effect Transistor）的源区与漏区，且由注入深度决定 MESFET 的类型。注入深度在 500~1000 时是增强型，而 1000~2000 时是耗尽型。从 工艺上讲 GaAs 的大规模集成也比较容易实现。目前 GaAs 工艺存在的问题是它的工艺一致 性差，使其制造成品率远远低于硅集成电路。 Silicon GaAs ASIC Bipoloer FET Logic …… Bipoploer MOS ECL/CML TTL IIL NMOS PMOS MNOS CMOS CMOS/SOS HSMOS Metal Gate VMOS CMOS  A  A