高性能模拟集成电路工艺技术

介绍了模拟集成电路工艺的发展过程和现状,讨论了国内的BiCMOS工艺、互补双极工艺(CB)、和SOI双极工艺的最新进展。重点介绍了BiCMOS工艺的研究与开发,指出了模拟集成电路工艺的发展趋势。

模拟集成电路的特点及设计平台

讨论了常规和射频模拟集成电路(IC)设计和工艺的特点,介绍了模拟集成电路设计平台,着重论述了电子设计自动化的软件工具、硬件平台,以及设计与工艺接口的设计数据库。详细介绍了模拟IC及RFIC的设计流程和工艺设计包。

模拟集成电路测试平台建设

简述了模拟集成电路(IC)测试平台的概念和特点、国内外模拟IC测试平台的发展动态及差距,对模拟IC测试平台的建设与发展提出了建议。

射频集成电路测试技术研究

射频集成电路(RFIC)是无线通信、雷达等电子系统中非常关键的器件,由于其高频特点,准确评估RFIC的性能具有相当的难度。文章以射频低噪声放大器(LNA)为例,运用微波理论,分析了RFIC典型参数,如S参数、带宽、P1dB、OIP3以及噪声系数等的测试原理和测试方法,并对影响RFIC性能测试的主要因素进行了分析。最后,给出了一种LNA电路的测试结果。

一种硅光电接收处理集成电路的技术研究

介绍了一种在硅衬底上集成光电二极管探测器和双极接收放大处理电路的单芯片光电集成电路OEIC。从理论上阐述了光电器件实现的原理;为实现光电探测二极管与单片双极集成电路的兼容,设计了光电探测器的专用结构,并研制了光电探测器的专用模型。对接收处理电路进行了模拟仿真和优化设计。建立了与双极工艺兼容的制作光电二极管探测器的专用工艺;采用该工艺,对光电器件进行了版图设计、工艺制作和测试研究,给出了初步试验的方法和结果。

混合集成电路内部气氛研究

文章介绍了混合集成电路内部气氛控制办法。由截断气氛来源入手,从材料的选用、工艺参数的设置、工艺过程的控制等三方面进行了分析,在控制混合电路内部气氛上取得了明显效果。

金属-氧化物-半导体硅发光器件在集成电路中的应用前景

集成硅光电子学的目的之一就是为大众市场创造应用广泛、成本低廉的光子互连工具.随着摩尔定律逼近理论极限,集成芯片的金属互连越来越跟不上芯片体积微型化、频率高速化和功耗分配精益化的需求.本文基于硅基发光器件的发展历程,详细论证了金属-氧化物-半导体结构硅发光器件在未来集成电路中的合理应用,提出了全硅光电集成电路在理论和工艺上的可行性.这种电路突破了传统芯片电互连码之间串扰的瓶颈,改善之后的互连速度理论可达光速,有望成为新一代集成芯片的主流.

混合集成电路PIND试验特征波形研究及控制方法

介绍了混合集成电路PIND检测原理和试验不合格的原因及其控制办法;重点分析了具有固定波及满屏波特征的PIND失效来源;从试验方法、器件结构、工艺控制等三方面进行改进,取得了明显效果。

一种SOI CMOS/LDMOS单片智能功率集成电路

介绍了一种单片智能功率硅集成电路的设计和制造工艺,该电路包括工作于9V低压的常规CMOS管和两个最高耐压为80V、电流通过能力大于3A的LDMOS管。电路采用SOI介质隔离CMOS/LDMOS工艺,芯片面积约50mm2。基于一种简单的二维模型,认为,在功率集成中,纵向导电的VDMOS管由于其导通电阻有一个自限制特点,因此并不特别适合智能功率集成。

铁氧体驱动与双路功率MOS单片集成电路研究

介绍了一种集成低压铁氧体驱动器和功率MOS管的单片集成电路。其内建驱动器工作电压9 V,功率MOS管极限电压大于80 V,工作电流3 A。该电路内含D/A转换器、双路比较器、触发器和组合逻辑电路,以及过频过压保护等功能,采用键合SOI深槽的CMOS/LDMOS工艺制作。

二十四所集成电路设计／测试技术发展历程与展望

回顾了中国电子科技集团公司第二十四研究所各类模拟/混合信号集成电路设计/测试技术的发展历程,简述了二十四所照相制版和计算机辅助设计等从无到有的历程;最后,对二十四所集成电路设计、测试技术未来的发展进行了展望。

一种功率型光耦合单片集成光电检测电路

针对功率型光电检测电路微弱光信号检测和功率输出的需求,研制了一种集成光电探测传感器和信号处理电路,且带功率驱动功能的单片光电检测电路。从理论上探讨了光电探测器的工艺兼容与系统噪声匹配,设计了专用的光电探测器以及适用于功率型光电集成电路(OEIC)的信号处理单元。采用B6035双极工艺,进行了版图设计和流片测试。测试结果表明,该电路的电源电压工作范围、静态功耗和传输延迟时间等综合性能优于同类型混合组装电路。

一种单片集成硅压力传感器的放大控制电路设计

针对单片集成压力传感器信号的识取和处理,提出了一种高增益、全摆幅的运算放大电路.电路采用两级放大,具有对称的输入结构和全摆幅输出结构.将电路通过计算机软件PSPICE进行模拟,在5V的电源电压下,放大电路开环增益可达到110dB,输出范围可达0.1V^4.9V.利用此电路可以构成仪表放大器,从而进一步设计出集成压力传感器.

一种43 GHz超高带宽线性驱动电路设计

基于0.13μm SiGe BiCMOS工艺,设计了一种线性驱动电路。该电路具有高速和大摆幅的优势,能线性驱动行波马赫-曾德尔调制器(TW-MZM),可满足光通信系统100 Gbit/s单通道的应用需求。驱动电路包括连续时间线性均衡(CTLE)电路、可变增益放大(VGA)电路和基于Cascode结构改进优化的输出级电路,实现了增益可调,且避免发生由较大输出摆幅导致的晶体管击穿。仿真结果表明,电路的-3 dB带宽为43 GHz,其增益在15~25 dB内可调。在56 Gbaud NRZ/PAM4的输入信号下,测得的眼图形状良好,差分输出摆幅峰-峰值达4 V,电路整体功耗为1.02 W,面积为0.33 mm^(2)。

声表面波滤波器温度敏感性仿真研究

针对不同温度场情况下任意复杂膜系结构和电路拓扑结构的声表面波(SAW)滤波器的温度敏感性精确计算问题,首先将温度场以热应力、热应变的方式耦合声/电本征方程并考虑封装模型的电磁因素,再结合分层级联算法和全波仿真技术,计算任意复杂膜系结构和电路拓扑结构的SAW滤波器的温度敏感性,实现不同温度作用下SAW滤波器频率响应曲线、频率温度系数(TCF)值、损耗、带宽及带外抑制等性能的综合分析。通过41°Y-X LiNbO_(3)/SiO_(2)/Si_poly/Si(111)复合衬底SAW滤波器的优化设计与研制,其设计优化结果与实验结果吻合较好,验证了该方法的有效性和可行性。

压电复合薄膜的SAW器件杂波抑制及仿真方法

针对任意复杂膜系结构压电复合薄膜声表面波(SAW)器件横向杂波抑制及精确快速仿真方法,从数学上严格分析推导了有限长结构分层级联理论和色散2D-COM模型,可精确快速地计算压电复合薄膜SAW器件传播方向及孔径方向结构对杂波模式的影响,并通过色散2D-COM模型对SAW器件杂波抑制进行综合分析。通过对41°Y-X LiNbO_(3)/SiO_(2)/Si_poly/Si(111)复合衬底SAW谐振器的优化设计与研制,结果表明,设计优化结果与实验结果吻合较好,验证了该方法的有效性和可行性。

硅各向异性浅槽腐蚀实验研究

通过实验分析,对比了异丙醇(IPA)和超声波对Si(100)面在KOH溶液和四甲基氢氧化氨(TMAH)溶液中的浅槽腐蚀速率及其表面形态的影响。实验结果表明,IPA能降低TMAH溶液的腐蚀速率,但IPA在KOH溶液中腐蚀速率降低不明显;IPA加入到较高浓度的KOH溶液中,会在Si表面产生较大小丘,恶化了Si腐蚀表面的质量,但在TMAH溶液中加入一定量的IPA会改善腐蚀表面的质量;超声波能加快腐蚀速率并能改善Si腐蚀表面质量,但对于加入IPA的较高浓度KOH溶液,超声波未能消除Si腐蚀表面的小丘,另外,超声波还能减弱腐蚀过程中微尺寸沟槽的尺寸效应;在腐蚀条件和配比一定情况下,TMAH溶液的腐蚀质量比KOH溶液好。

一种高性能采样／保持电路的设计

设计了一种基于标准0.35μm CMOS工艺的高性能采样/保持电路。预充电技术和输出电容耦合技术的运用,降低了电路对运算放大器的要求,同时实现了低功耗。在Cadence Spec-tre环境下进行仿真,当输入信号为48.4375MHz、2Vpp的正弦波,采样速率为100MSPS时,该采样/保持电路的SFDR达72.3dB,THD为-65.2dB,分辨率为11位;在3.3V电源电压下,电路的功耗为27mW。

利用试验设计方法表征微电路工艺设备

随着现代微电路工艺技术和设备性能的提高,许多工艺涉及6个或更多的工艺条件输入,而且这些工艺条件之间存在更多的交互效应。为了表征设备特性并优化工艺条件,文章利用部分要因试验设计方法安排试验方案,实现了对实际氧化工艺特定设备的表征,建立了氧化膜厚度以及厚度均匀性的工艺模型,可进一步用于工艺条件的优化设计。

数模混合电路的全芯片防静电保护

随着集成电路的迅速发展,特别是数模混合电路的广泛应用,静电放电(ESD)已成为导致集成电路内部静电损伤的可靠性问题,它常常在集成电路的输入、输出端口以及从电源到地的电路内部形成,给芯片的制造和设计带来了很大的困难。文章对芯片防静电保护电路进行了总结,分析和讨论了几种数模混合电路防静电保护技术。