CMOS芯片结构与制造技术
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1.6 BiCMOS技术

为了充分发挥双极型和CMOS器件的特点,即既有高输入阻抗,又有较大的电流驱动负载能力,这对提高驱动电流、提高电路速度、缩小芯片面积是有好处的,同时又能实现与CMOS工艺技术完全兼容,因而BiCMOS成为一种重要的工艺技术。它就是将双极型和CMOS器件同时制作在同一芯片上。它综合了双极型器件高跨导、强负载驱动能力和 CMOS高集成度、低功耗的优点,使二者取长补短,发挥各自的优势,它给高速、高集成度、高性能的集成电路的发展提供了一条有效的途径。

BiCMOS工艺有许多种,但归结起来可以分为两类:一类是以CMOS制程及其所制得的元器件作为制造技术的基础,引入兼容双极型工艺,以制得双极型器件的相容技术,并以BiCMOS[C]来表示;另一类是以双极型制程及其所制得的元器件作为制造技术的基础,引入兼容CMOS工艺,以制得CMOS器件的相容技术,并以BiCMOS[B]来表示。影响BiCMOS器件性能的主要是双极型部分,因此以双极型工艺为基础的BiCMOS[B]工艺用得较多。

对BiCMOS工艺的基本要求是要将两种器件组合在同一芯片上,两种器件各有其优点,由此得到的芯片具有良好的综合性能,而且相对双极型和CMOS工艺来说,不增加过多的工艺步骤。

表1-1是Twin-Well CMOS、双极型和Twin-Well BiCMOS的制程的比较。从表中可以看出,通过在CMOS工艺中增加3~4个掩模工序,就能够实现与BiCMOS工艺一体化。

表1-1 三种工艺制程的比较