GGNMOS叉指宽度与金属布线对ESD防护性能的影响

栅接地NMOS(GGNMOS)器件具有与CMOS工艺兼容的制造优势,广泛用于静电放电(ESD)保护。鉴于目前GGNMOS的叉指宽度、叉指数及金属布线方式等外部因素对ESD鲁棒性的影响研究较少,设计了不同的实验对此开展对比分析。首先,基于0.5μm Bipolar-CMOS-DMOS(BCD)工艺设计并制备了一系列GGNMOS待测器件;其次,通过传输线脉冲测试,分析了叉指宽度与叉指数对GGNMOS器件ESD失效电流(It2)的影响,结果表明,在固定总宽度下适当减小叉指宽度有利于提高It2;最后,比较了平行式与交错式两种金属布线方案对It2的影响,结果表明,平行式金属布线下GGNMOS器件的ESD鲁棒性更好。

一种PDP扫描驱动芯片的HV-PMOS的研究和实现

对一种适用于106.68cm PDP扫描驱动IC的HV-PMOS器件进行了分析研究。通过使用TCAD软件对HV-PMOS进行了综合仿真,得到了器件性能最优时的结构参数及工艺参数。HV-PMOS器件及整体扫描驱动IC在杭州士兰集成电路公司完成流片。PCM(Process control module)片上的HV-PMOS击穿电压达到了185V,阈值为6.5V。整体扫描驱动芯片的击穿电压达到了180V,满足了设计要求。

基于全集成自提取结终端隔离BCD新工艺的场致发光高压驱动芯片

本文提出可集成自提取结终端的0135Lm 150V-BCD(双极-互补金属氧化物半导体-双重扩散金属氧化物半导体)全套新型高压工艺.利用此工艺研制出100V场致发光用高低侧驱动芯片,并提出了基于双极器件BC(双极集电极)结短路自提取结终端新工艺与新结构,既可满足场致发光高压驱动芯片应用,又能取代传统采用氧化扩散工艺的P-ISO(P型隔离结构)传统隔离结构,显著简化了工艺和提高了芯片的高集成度,确保片内集成的低电阻率VDNMOS/LDPMOS(N型垂直双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管/P型横向扩散金属氧化物半导体场效应晶体管)高压驱动模块与低压逻辑控制模块在100V高压脉冲交替工作状况下无负电位、EMMI(微光显微镜)等寄生现象出现.

高速低耗BiCMOS OC门及其线与逻辑系统

为了满足高速度、低功耗数字逻辑系统的应用需求,运用改进电路内部结构和优化选取器件参数的方法,设计了4种双极互补金属氧化物半导体集电极开路(BiCMOS OC)门,并且用它们构成了线与逻辑系统;藉助两个BiCMOS OC门线与系统推导出其上拉电阻RL的计算式;对所设计的4种BiCMOS OC门和一种传统的TTL OC门线与系统进行了仿真试验和硬件电路试验.长工验数据和分析结果表明,所设计的BiCMOS OC门线与系统的电源电压均可为2.6-4.0V,工作速度与TTL OC门线与系统相接近,在60 MHz测试条件下它们的功耗比TTL OC门减少4.77-5.68 mW,且它们的延迟-功耗积平均降低了45.5%.

一种BiCMOS光电耦合隔离放大器的设计

设计了一种BiCMOS光隔离放大器,给出了其中两个运算放大器的设计电路。设计过程中只在推拉式输出级配置两个双极型晶体管(BJT),而在电路的其余部分则设置CMOS器件。为了提高放大器的增益线性度和稳定性,光电耦合部分和各运放中都引入了负反馈,并采取了优选元器件参数和提速等措施。实验结果表明所设计光隔离放大器的±3 dB带宽比双极型光隔离放大器ISO100增加了约20 kHz,当电源电压为8.6 V时,时延-功耗积比ISO100降低了约17.7pJ,增益线性度提高到5.5×10-5,因此特别适用于高速通信系统中。

三种低压高速低耗BiCMOS三态逻辑门

采用0.35μm BiCMOS工艺技术，设计了三种高性能的BiCMOS三态逻辑门电路，并提出了改进三态门电路结构和优化器件参数的方法和措施。仿真和实验结果表明．所优化设计的BiCMOS三态门的电源电压均小于3.3V，工作速度比常用的CMOS三态门快约5倍。功耗在60MHz下仅高出约2．2～3．7mW．而延迟一功耗积却比该常用的CMOS三态门平均降低了38．1％，因此它们特别适用于低压、高速、低功耗的数字系统。

静态存储单元电路设计工艺的研究

论述了静态存储单元电路对目前高速数字系统的意义。通过采用对双极型(Bipolar)、互补对称式金属–氧化物–半导体型(CMOS)、双极互补金属氧化物半导体型(BiCMOS)三种不同工艺所设计的静态存储单元电路在性能、特点方面进行比较的方法,从而提出一些实际的解决措施,以便研发人员在设计具体的SRAM电路时有所参考。

压电传感器信号调理及输出芯片设计

为了提高压电传感器测量系统的集成度,采用1μm高压双极—互补金属氧化物半导体—双重扩散金属氧化物半导体(BCD)工艺,设计了一种适用于压电传感器的信号调理及输出芯片。集成了电压放大型阻抗变换电路、可调增益放大电路、二线制电流输出电路。仿真结果表明:芯片具有输入阻抗高,单位增益带宽大,总增益可调范围广等特点,在12~24 V宽供电范围下可正常工作,耗电仅为3.1 m A。

基于单稳态电路的PFM控制器设计

在分析脉冲频率调制(PFM)对开关电源轻负载效率提升的基础上,设计了一款新颖的PFM升压DC-DC转换器控制芯片,内部采用独特的低压偏置产生电路和单稳态电路,结构简单(仅有21个双极型晶体管——BJT(bipolar junction transistor),它与外接高性能元件配合构成驱动LED(lightemitting diode)的高效升压电路.HSPICE仿真结果表明:在BCD-0.6μm-30 V工艺下,最低工作电压只需0.9 V,效率高达94%以上,达到了设计预期的结果,具有很好的应用前景.

用于光通信系统的BiCMOS F/V转换器

设计了一种由3运放A1、A2和A3组成的BiCMOS频率/电压(F/V)转换器,其中A1、A2设计成共源-共源CMOS运放,而低通滤波器(LPF)中的A3采用BiCMOS运放。优选了整个F/V转换器的元器件参数,并采取了提速和降耗等措施。实验结果表明,所设计的转换器输入至LPF的脉冲信号频率f2与输入信号频率fi相等,且该转换器输出电压平均值Uo与fi成正比;它可在4 Hz≤fi≤10 kHz的范围内工作,其综合性能指标——延迟-功耗积约为1.09 nJ,转换线性度仅为1.7×10-2,因而特别适用于低功耗、高线性度的光纤通信和光电检测系统中。

一种抗辐射高压MOSFET驱动器的设计

在航天和核物理技术中对抗辐射高压功率电路的需求也越来越强烈。介绍了一种抗辐射高压金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)驱动器的设计,该电路基于0.5μm双极-互补金属氧化物半导体-双重扩散金属氧化物半导体(BCD)工艺研制,采用特殊的线路结构,并通过版图设计对闩锁效应、场区和电参数进行抗辐射加固,抗总剂量辐射效应可达到300 krad(Si)。同时,该电路工作电压可达40 V,兼容逻辑门电路(TTL)/互补金属氧化物半导体(CMOS)输入,输出峰值电流1.5 A,可广泛用于航天、核物理实验装备等功率驱动部位。

应用于802.11ac的SiGe BiCMOS低噪声放大器

基于IBM 0.36μm SiGe BiCMOS工艺设计应用于802.11ac的全集低噪声放大器,工作频段为5~6 GHz,且带有旁路功能。低噪声放大器的主体电路采用单端发射极电感负反馈结构。模拟结果显示,在工作电压为5 V的情况下,当低噪声放大器工作时,HBT低噪声放大器工作稳定,常温下,整体的噪声系数为2.2 dB@5.5 GHz,小信号增益为13.3 dB,旁路噪声系数为7.2 dB@5.5 GHz,插入损耗为6.8 dB。当输入总功率为0 dBm的双音信号(-3 dBm/tone)时,输入三阶交调点约为10.2 dBm。

SiGe BiCMOS工艺中HBT的关键制造工艺研究

研究了0.18μm SiGe BiCMOS中的核心器件SiGe HBT的关键制造工艺,包括集电极的形成、SiGe基区的淀积、发射极窗口的形成、发射极多晶的淀积、深孔刻蚀等,指出了这些制造工艺的难点和问题,提出了解决办法,并报导了解决相关难题的实验结果。