带隙基准源电路与版图设计(7)

2019-04-14 17:33

⑹ 反型槽的形成

首先在整个晶圆上淀积一层氮化硅,然后用反型槽掩膜版光刻氮化硅,最后采用选择性刻蚀除去场区上的氮化层。MOS管位于不被厚场氧化层覆盖的槽区。槽区还可以包围基区,以防止增强氧化扩散对基区过推结;包围肖特基接触,允许其刻蚀行与基区和发射区接触刻蚀同时进行。 ⑺ 沟道终止注入

模拟BiCMOS使用(100)面硅,需要沟道终止注入将厚场阈值提高到工作电压以上。大面积硼沟道终止注入调整P型外延层上的厚场阈值,光刻后的磷沟道终止设定了所有阱区上的厚氧阈值。硼沟道终止使用反型槽掩膜操作后留下的光刻胶注入。再次涂光刻胶,并使用沟道终止掩膜版光刻。磷注入抵消了之前淀积的硼,增加了阱区中的表面浓度。 ⑻ LOCOS处理与虚拟栅氧化

LOCOS氧化采用蒸汽或高压来提高氧化生长速率。然后,去除氮化层及其下面的缓冲氧化层。虚拟栅氧化过程可去除任何长期残留的氮化物。 ⑼ 阈值调整

在晶圆上涂光刻胶,用Vt调整掩膜光刻,然后注入所需剂量的硼杂质通过虚拟栅氧化层。最后的栅介质由去除虚拟栅氧化后生长的高质量干氧化物构成。 ⑽ 多晶硅淀积及光刻

MOS晶体管的栅有淀积本证多晶硅后大面积磷淀积掺杂形成的重掺杂N型多晶硅构成,光刻步骤使用多晶硅掩膜版。 ⑾ 源、漏注入

在晶圆上甩上光刻胶并采用N-S/D掩膜光刻。磷注入形成自对准于多晶硅栅的轻惨杂源区和漏区。氧化层各向同性淀积,随后各向异性刻蚀在栅两侧形成侧壁隔离。再次涂胶后,用N+S/D掩膜光刻,从而确定关于氧化隔离边缘自对准的更重掺杂且稍深一些的N+S/D注入。PMOS晶体管不需要轻惨杂漏区,从而消除了对P-S/D注入的需要。由于形成侧壁隔离后进行P+S/D,所以PMOS晶体管的沟道长度是侧壁隔离宽度的两倍。

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⑿ 金属化及保护层

双层金属流程需要5块掩膜版:接触,一层金属,通孔,二层金属以及保护层。将接触硅化可以控制电阻,并可形成肖特基二极管。

3.3 带隙基准电路的版图设计

本次版图设计采用0.5u的BiCMOS工艺。在Cadence工具中的Virtuoso环境中进行绘制。

3.3.1 版图的分层及连接

电路版图有四种基本分层类型:导体、隔离层、接触和通孔以及注入层。 导体:导体是一些用来导电的层,因为它们能够传送信号电压。扩散层、金属层、多晶硅层以及阱层都属于导体层。

隔离层:这些层是用于隔离的,它在垂直方向和水平方向上将各个导电层互相隔离开来。在垂直方向和水平方向对导电层进行隔离来避免在个别电气节点之间产生“短路”现象。

接触和通孔:这些层用于确定绝缘层上的切口,绝缘层用于分隔导体层,并且允许上下层通过接触孔或通孔进行连接。

注入层:这些层并不明确地规定一个新的分层或者接触。是改变已经存在的导体层的性质。

图中导电层之间的连接一般使用通孔和接触孔。接触孔一般有两种,一种连接金属一和金属二,还有一种连接金属二和金属三。版图中接触孔要尽可能多,同时在连接时,在面积允许的情况下,接触孔和通孔的数目要尽可能多。

3.3.2 版图设计环境介绍

首先在命令行中键入 icfb&↙(回车键),其中&表示后台工作,icfb调出Cadence软件,出现图3. 所示窗口:

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图3.6 Cadence主窗口

在Tools菜单项中选择,选择File→New→Library出现如下窗口:

图3.7 New Library 窗口

在库名处键入要建库的名称,选择好路径,单击Ok即可建立自己的库。 在Candence窗口处选择Tool Library Manager库管理的窗口,在自己的库下选择New Cell View即出现下列窗口。建立所需单元。

图3.8 New File 窗口

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在自己的库下输入要建单元的名称,Tool选择Virtuoso即可打开Virtuoso Eidting窗口,如图示:

图3.9 Virtuoso Eidting编辑窗口

在图所示窗口中即可编辑图形。

3.3.3 器件及总体版图

1. MOS晶体管版图

MOS器件的版图由电路中要求的特性和工艺要求的规则共同确定。管子的W/L由电路仿真确定,而L的最小值则由工艺规则确定。本次设计的最小L值为0.5um. PMOS需要做在N型衬底上,而本工艺使用的是P型衬底,因此需要在有源区上进行阱区注入,形成N阱,PMOS做在N阱里,NMOS管直接做在有源区上。多晶硅栅和源及漏端一般连接到低电阻和低电容的金属互联线上,因此在每个区域必须有接触窗口,窗口需要填满了金属并与上层金属线连接。为确保晶体管边缘有安全的范围,多晶硅栅要超出沟道区域一定的量。本设计中PMOS版图如图3.10所示,NMOS版图如图3.11所示:

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图3.10 PMOS管版图

图3.11 NMOS管版图

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