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黄君凯 教授 黄君凯 教授 三、集成 晶体管的附加效应 1. 寄生效益 纵向寄生效应 正向有效 T2 截止 良好隔离 饱和及反向有效 T1 管 T2 正向有效及饱和 漏电流增大 降低 T2 管 放大系数 增添埋层 ：增大 pnp 基区宽度及浓度 埋层中掺金：降低基区 增大 n 型外延层厚度：增大寄生管基区 [ 注意 ] 其中： ，最终可达到 ① ② ③ 黄君凯 教授 横向寄生效应 以隔离槽作为集电极的横向 寄生管，在T1 处于饱和 及反向使用时影响较大，但可通过工艺尺寸提高寄生管基 区宽度 给予改善。 2. 横向注入效应 T1 管 E B 极之间的横向注入效应，会造成注入效率的降低。 抑制横向注入效应 E 区的非均匀掺杂 横向势垒高度增大 E 区底面积远大于侧面积 横向结电阻增大 ① ② 黄君凯 教授 纵向结构 与其它 pnp 管之间没有隔离，通常只 能用作 C 极接最负电位的射极跟随器。 埋层分析（ 埋层）： 形成少子（空穴）渡越基区的加速场； 提供集电极的低阻通路，减少串联电阻。 横向结构 （参见右图） ① ② 四、集成 pnp 晶体管 1. 衬底 pnp 晶体管 2. 横向 pnp 晶体管 黄君凯 教授 提高 措施 ① E 区、C 区采用均匀掺杂扩散； ② E 区、C区尽可能靠近，C 区 环绕 E 区； ③ E 区侧面积远大于基底面积； ④ 采用 埋层； 寄生效应 T0 管 正向有效 T1正向有效 T2 截止 （反向有效结果与上相反） 饱和 T1 正向有效 T2 正向有效 增添 埋层 改善措施 （抑制） 黄君凯 教授 五、集成电路晶体管的图形结构（ ） 单基极条形 基区、集电区电阻大，注入及收集效率低。 改善措施 ① 减少基区和集电区电阻 ② 提高集电极收集效率以及发射极注入效率 黄君凯 教授 改进结构 单基极条形 双基极条形 马蹄形 减少基区电阻 集电极提高收集效率 梳形 发射极马蹄形 提高发射极注入效率 黄君凯 教授 黄君凯 教授 黄君凯 教授 4.2.3 集成二极管 集成二极管的制造技术与晶体管兼容，可以单独制作 （见下图） 首先制作 npn 结构晶体管，然后可以五种形式连接成 二极管使用： （1）bc 短接 ；（2）eb 短接；（3）ec 短接 （4）e 极开路；（5）c 极开路 黄君凯 教授 4.3 集成电路中的单极型器件 4.3.1 集成 MOS 场效应晶体管常规工艺流程 一、p 沟道集成 MOS 场效应管制作流程（Al 栅工艺） 磷硅玻璃 （金属离子） 固溶度低 通过时间长 提取离子 （留在PSG表面） 阻挡离子作用 [ 说明 ] 磷硅玻璃 PSG 的物性 绝缘强度高，粘附性强，针孔密度小。 PSG 黄君凯 教授 PSG 生长原理 [ 说明 ] P2O5 淀积在 SiO2 表面形成了 PSG 。 制作流程 黄君凯 教授 黄君凯 教授 MOS 集成电路管芯制作工艺流程剖面图 黄君凯 教授 二、p 沟道硅栅集成 MOSFET 制作流程（硅栅工艺） 制作流程 黄君凯 教授 硅栅 p-MOS 制造工艺过程 黄君凯 教授 硅栅工艺 ① 多晶硅栅在源和漏区扩散前淀积，故可用作扩 散时的掩膜； ② 栅与沟道的对准几乎是理想的，故减少了寄生 覆盖电容影响； ③ 硅栅完全密封在SiO2 膜内，为沟道提供了良好 的保护，并为多层互连线提供了跨越通路。 制造工艺简单 成本低，成品率高。 4.3.2 MOS 集成电路特点 黄君凯 教授 ① MOSFET 在集成结构中无需隔离，本身为自隔离； ② MOSFET 无需采用扩散电阻，本身可作为负载电阻； ③ MOSFET 无需采用扩散结形成电容，栅极本身便具 有一定电容值； ④ MOSFET 构成的电路比双极型简单； ⑤ MOSFET 本身功耗低，密集在一起不会引起过热； ⑥ MOSFET 本身占用面积极少。 集成度高 黄君凯 教授 第四章 半导体集成电路 硅平面工艺 制造工艺在同一硅片衬底的表平面上进行的工艺。 纯度要求：杂质原子浓度少于 ，即浓度达 以上