Bi-CMOS微电子技术简介

文章摘要：Bi-CMOS技术是一种将CMOS器件和双极型器件集成在同一芯片上的技术。由上述两节可知，双极型器件速度高，驱动能力强，模拟精度高，但是功耗大，集成度低，无法在超大规模集成电路中实现；而CMOS器件功耗低，集成度高，抗干扰能力强，但是速度低、驱动能力差。在当代的技术应用中，既要求高集成度又要求高速度，这是上述两种器件中任何一种单独的器件所不能达到的。Bi-CMOS技术综合了双极型器件高跨导和强负载驱动能力及CMOS器件高集成度和低功耗的优点，使这两者取长补短，发挥各自优点，是高速、高集成度、高性能超大规模集成电路又一可取的技术路线。目前，在某些专用集成电路和高速SRAM产品中已经使用了Bi-C

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　　Bi-CMOS技术是一种将CMOS器件和双极型器件集成在同一芯片上的技术。由上述两节可知，双极型器件速度高，驱动能力强，模拟精度高，但是功耗大，集成度低，无法在超大规模集成电路中实现；而CMOS器件功耗低，集成度高，抗干扰能力强，但是速度低、驱动能力差。在当代的技术应用中，既要求高集成度又要求高速度，这是上述两种器件中任何一种单独的器件所不能达到的。Bi-CMOS技术综合了双极型器件高跨导和强负载驱动能力及CMOS器件高集成度和低功耗的优点，使这两者取长补短，发挥各自优点，是高速、高集成度、高性能超大规模集成电路又一可取的技术路线。目前，在某些专用集成电路和高速SRAM产品中已经使用了Bi-CMOS工艺技术。Bi-CMOS技术可能不会成为主流的微电子工艺技术，但是在高性能数字与模拟集成电路领域，这种技术将是一种强有力的解决方案之一。

　　在工艺流程上，Bi-CMOS工艺仅仅是在MOS工艺或者双极型工艺中加入有限的工艺步骤来实现的。目前，Bi-CMOS的制作工艺主要分为两大类。一种称为低端Bi-CMOS王艺。这种工艺以CMOS工艺为基础，将一些少量的中速双极型器件集成到大量集成的CMOS器件中。低端Bi-CMOS工艺又可以分为P阱Bi-CMOS工艺和N阱Bi－CMOS工艺两种。另一种称为高端Bi-CMOS工艺。这种工艺以双极型工艺为基础，与低端Bi-CMOS工艺相反，高端Bi-CMOS工艺在双极型工艺中集成进少量CMOS器件。这种工艺又可以进一步分为P阱Bi-CMOS工艺和双阱Bi-CMOS工艺两种。

　　对低端工艺而言，主要目标是在成本少量增加的条件下利用双极型器件尽可能地提高器件性能。Bi－CMOS工艺中大量集成的CMOS器件可以达到低功耗、高集成度的要求，而在芯片中有选择地加入双极型器件可以提高芯片的整体性能。而在高端工艺中，由于MOS器件的高集成度的特点，MOS器件通常是被用来实现大量的存储器模块，主要电路仍然是用双极型器件实现。图是双阱Bi－CMOS器件的结构示意图。

　　图 双阱Bi－CMOS器件结构示意图