发展中的BiCMOS技术

集ＣＭＯＳ与双极器件之优点于一体的ＢｉＣＭＯＳ，将逐渐成为９０年代ＵＬＳＩ的主流技术。本文从工艺、器件结构和兼容设计等不同侧面，阐述了ＢｉＣＭＯＳ技术所具有的突出特点及其典型应用，同时还介绍了最新发展的低温ＢｉＣＭＯＳ技术和面临的关键问题。     

高速BiCMOS工艺研究

研究开发了一种准２μｍ高速ＢｉＣＭＯＳ工艺，采用自对准双埋双阱及外延结构．外延层厚度为２．０～２．５μｍ，器件间采用多晶硅缓冲层局部氧化（简称ＰＢＬＯＣＯＳ）隔离，双极器件采用多晶硅发射极（简称ＰＳＥ）晶体管．利用此工艺已试制出ＢｉＣＭＯＳ２５级环振电路，在负载电容ＣＬ＝０．８ｐＦ条件下，平均门延迟时间ｔｐｄ＝０．８４ｎｓ，功耗为０．３５ｍＷ／门，驱动能力为０．６２ｎｓ／ｐＦ．明显优于ＣＭＯＳ门．     

SiGe BiCMOS技术发展现状

以通讯领域的需求和技术发展为背景,介绍了SiGe HBT器件以及SiGe BiCMOS技术的发展历程。总结了SiGe HBT器件在器件结构和工艺步骤上的共同点。以IBM公司0.5μmSiGe BiCMOS为例,介绍了SiGe BiCMOS典型工艺步骤,分析了BDG和BAG两种工艺集成方式在不同技术节点上应用的利弊。最后,以捷智半导体和IBM产品线为例,对SiGe HBT器件以及SiGe BiCMOS技术划分技术节点。     

亚微米BiCMOS工艺技术

ＢｉＣＭＯＳ是双极的速度和驱动能力与ＣＭＯＳ的高密度和低功耗的结合。考虑到功耗原因，ＢｉＣＭＯＳ器件主要以ＣＭＯＳ为主。因此，双极器件通常并入ＣＭＯＳ核心工艺流程。当器件尺寸减小时，双极和ＣＭＯＳ技术显得愈发相似。本文例举了０．８μｍ和０．５μｍ的技术论点，ＢｉＣＭＯＳ电路与ＣＭＯＳ相比，成本稍有增加，但其性能提高一倍。     

双极晶体管的杂质扩散行为及其BiCMOS工艺优化

双极晶体管的杂质扩散行为及其ＢｉＣＭＯＳ工艺优化王界平编译１　引言各种仪器、设备性能的改进，要求集成电路进一步提高其集成度。随着集成度的提高，一方面可以改善性能、提高可靠性；另外也能降低成本、方便维修。提高集成度可以着眼于以下三个方面：（１）缩小器件...     

用0．8μm工艺技术设计的65—kb BiCMOS SRAM

设计了一种65-kb BiCMOS静态随机存取存储器(SRAM)的存储单元及其外围电路，提出了采用先进的0．8μm BiCMOS工艺，制作所设计SRAM的一些技术要点。实验结果表明，所设计的BiCMOS SRAM，其电源电压可低于3V，它既保留了CMOS SRAM低功耗、高集成密度的长处，又获得了双极型(Bipo1ar)电路快速、大电流驱动能力的优点，因此，特别适用于高速缓冲静态存储系统和便携式数字电子设备中。     

双注入多晶硅发射极高性能BiCMOS技术研究

研究了一种ＢｉＣＭＯＳ新技术，基区和发射区均通过发射极多晶注入，使形成的基区更浅，更窄；通过等平面氧化形成的鸟嘴，将版图设计中３．０μｍ，的发射极条宽“挤”为２．０μｍ左右。提高了器件性能。在器件结构及工艺设计中，中能提高工艺的兼容性，简化工艺。     

BiCMOS电路可测性设计探讨

本文提出了ＢｉＣＭＯＳ电路的实用可测性设计方案，该方法与传统方法相比，可测性高，硬件花费小，仅需额外添加一个ＭＯＳ管和两个控制端，就可有效地用单个测试码测出ＢｉＣＭＯＳ电路的开路故障和短路故障，减少了测试生成时间，可广泛应用于集成电路设计中。     

一种单层多晶硅BiCMOS工艺研究

介绍了一种单层多晶硅ＣＭＯＳ工艺。该工艺采用Ｐ型衬底,Ｎ型Ｐ型双埋层,Ｎ型薄外延结构,掺杂多晶硅作为ＣＭＯＳ晶体管栅极和双极ＮＰＮ晶体管的发射极。ＣＭＯＳ晶体管采用源漏自对准结构,钛和铝双层金属作为元件互连线,ＰＥＣＶＤＳｉＮｘ介质作为钝化薄膜。     

亚微米BiCMOS工艺技术

ＢｉＣＭＯＳ是双极速度和驱动能力与ＣＭＯＳ的高密度和低功耗的结合。考虑到功耗原因，ＢｉＣＭＯＳ器件主要以ＣＭＯＳ为主，因此，双极器件通常并入ＣＭＯＳ核心工艺流程。当器件尺寸减小时，双极和ＣＭＯＳ的技术显得愈发相似。本文列举了０．８μｍ和０．５μｍ的技术论点。ＢｉＣＯＳ电路与ＣＭＯＳ相比，成本稍高但其性能提高一倍。     

一种低压低功耗Flash BiCMOS SRAM的设计

设计了一种静态随机读写存储器(SRAM)的BiCMOS存储单元及其外围电路。HSpice仿真结果表明，所设计的SRAM电路的电源电压可低于3V以下，它既保留了CMOS SRAM低功耗、高集成度的特征，又获得了双极型电路快速、大电流驱动能力的长处，因而特别适用于高速缓冲静态存储器和便携式数字电子设备的存储系统中。     

基于BiCMOS技术的高速数字/模拟转换器

基于BiCMOS技术，进行了高速数字/模拟转换器研究. 以并行输入类型，电流工作模式的16位D/A转换器为载体，进行了电路设计、工艺制作和测试. 在±5.0V工作电压下，测试得到转换速率≥30MSPS，建立时间为50ns，增益误差为±8% FSR，积分非线性误差为1/2 LSB，功耗为500mW.     

基于BiCMOS技术的高速数字/模拟转换器

基于BiCMOS技术,进行了高速数字/模拟转换器研究.以并行输入类型,电流工作模式的16位D/A转换器为载体,进行了电路设计、工艺制作和测试.在±5.0V工作电压下,测试得到转换速率≥30MSPS,建立时间为50ns,增益误差为±8%FSR,积分非线性误差为1/2 LSB,功耗为500mW.     

基于BiCMOS技术的高速数字/模拟转换器

基于BiCMOS技术,进行了高速数字/模拟转换器研究.以并行输入类型,电流工作模式的16位D/A转换器为载体,进行了电路设计、工艺制作和测试.在±5.0V工作电压下,测试得到转换速率≥30MSPS,建立时间为50ns,增益误差为±8%FSR,积分非线性误差为1/2 LSB,功耗为500mW.     

一种BiCMOS过温保护电路

在分析现有过温保护电路的基础上,针对它们电路结构复杂、功耗较高、工作电压高等缺点提出了一种用于集成电路内部的采用BiCMOS工艺的过温保护电路,电路结构简单、功耗较低、工作电压低、抗干扰能力强,对温度的迟滞特性避免了热振荡对芯片带来的危害。采用0．6μm BiCMOS工艺的HSPICE仿真结果表明,该电路对因电源电压、和工艺参数变化而引起的温度迟滞特性的漂移具有很强的抑制能力。     

两种低压高速BiCMOS开关电流存储器

为了提高数字通信电路的速度,设计了两种BiCMOS开关电流存储器.设计过程中在电路的关键部位配置有限的双极型晶体管(BJT),但在电路的主体部分则设置MOS器件.推导出了存储电路的传输延迟时间估算式,优选了元器件参数,并采取了提速措施.进行了仿真试验和硬件电路实验.结果表明,所设计的两种开关电流存储器在低电源电压(VDD)为2.6～4.0V时,综合性能指标--时延-功耗积DP比CMOS存储电路AD585平均降低了约18.8pJ,特别适用于低压高速数字通信系统.     

基于SiGe BiCMOS工艺的25Gbit/s跨阻放大器设计

采用0.25 μm SiGe双极CMOS (BiCMOS)工艺设计并实现了一种传输速率为25 Gbit/s的高速跨阻前置放大器(TIA).在寄生电容为65fF的情况下,电路分为主放大器模块、两级差分模块和输出缓冲模块.相比传统的跨阻放大器,TIA采用Dummy形式实现了一种伪差分的输入,减小了共模噪声,提高了电路的稳定性;在差分级加入了电容简并技术,有效地提高了跨阻放大器的带宽;在各级之间引入了射极跟随器,减小了前后级之间的影响,改善了电路的频域特性.电路整体采用了差分结构,抑制了电源噪声和衬底噪声.仿真结果表明跨阻放大器的增益为63.6 dBQ,带宽可达20.4 GHz,灵敏度为-18.2 dBm,最大输出电压为260 mV,功耗为82 mW.     

高性能BiCMOS制造技术及I/O电路优化

本文报导一套先进的ＢｉＣＭＯＳ集成电路制造技术，建立在ＣＭＯＳ工艺基础上的ＢｉＣＭＯＳ制造工艺，增加了双埋层，２．５微米本征外延层，双阱，基区，多晶硅发射区，深集电区和平坦化双层金属布线等工艺技术。器件性能测试和扫描电镜检查结果表明，双极器件和ＭＯＳ器件性能优良，ＢｉＣＭＯＳ器件的抗锁定性能比ＣＭＯＳ器件提高了一个数量级。