一) 双极型半导体制造工艺:衬底选择; 第一次光刻; 外延层淀积; 第二次光刻—P+隔离扩散孔光刻; 第三次光刻—P 型基区扩散孔光刻; 第四次光刻—N+发射区扩散孔光刻,n 集电极接触孔光刻; 第五次光刻—引线接触孔光刻; 第六次光刻—金属化内连线光刻
二)P 阱硅栅CMOS 工艺:光1一阱区光刻, 刻出阱区注人孔; 阱区注人及推进, 形成阱区; 去除SiO2, 长薄氧, 长si3n4; 光2一有源区光刻, 刻出P 管、N 管的源、漏和栅区; 光3—N 管场区光刻, 刻出N 管场区注人孔,N 管场区注人, 以提高场开启, 减少闩锁效应及改善阱的接触; 长场氧, 漂去Si02及Si3N4, 然后长栅氧; 光4一P 管区光刻(可用光1的负版),P 管区注入, 调节PMOS 管的开启电压．然后长多晶硅; 光5一多晶硅光刻, 形成多晶硅栅及多晶硅电阻; 光6一P+区光刻, 刻去P 管区上的胶;P+区注入, 形成PMOS 管的源、漏区及P+保护环; 光7一N+区光刻, 刻去N+区上的胶(可用光6的负版)N+区注入, 形成NMOS 管的源、漏区及N+保护环; 长PSG; 光8一引线孔光刻. 可在生长磷硅玻璃后先开一次孔, 然后在磷硅玻璃回流
及结注入推进后再开第二次孔; 光9—铝引线光刻, 光10压焊块光刻
三) 闩锁效应CMOS 管结构中存在PNPN 四层结构所形成的寄生可控硅造成的自锁效应. 它会导致电路功能混乱, 或VDD 和VSS 短路, 使晶片损毁
.
闩锁条件:外界因素使两个寄生三极管的EB 结处于正向偏置; 两个寄生三极管的电流放大倍数βnpn βpnp>1;电源所提供的最大电流大于寄生可控硅导通所需要的维持电流Ih
消除闩锁:消除自锁现象的版图设计, 减小电阻Rs 和Rw, 降低寄生三极管的电流放大倍数βnpn βpnp, 可有效地提高抗自锁的能力; 消除自锁现象的工艺考虑, 要注意扩散浓度的控制, 对于横向寄生PNP 管, 保护环是其基区的一部分, 施以重掺杂可降低PNP 管的βpnp, 对于纵向寄生NPN 管, 工艺上降低其βnpn 有效的办法是采用深阱扩散, 来增加基区宽度. 其他措施, 注意电源跳动, 防止寄生三极管的EB 结正偏, 电源限流.
四) 六管单元与非门:工作原理:Vi=Voh,T1反向,T2饱和,T5、T6饱
和,Vb3=Vces2+Vbe5=0.8V,T3正向,T4截
止,Vo=Vol=Vces5,Vi=Vol,T1饱和,T2截止,T5、T6截止T3饱和T4正向,Vo=Voh=3.6V
各管作用:T1多发射极, 在电路中由低电平转为高电平时, 可反抽T2基区过剩少子, 使tpd 减小;T3、T4组成达林顿管作为高电平输出
级,Vbe4起电平位移作用, 由于Vcb4=Vce3>0,故T4不进入饱和, 存储电荷大大减少, 与R 构成泄放回路减小tpd; 由于Rb 存在, 使T6晚于T5进入饱和, 且T6分流作用使T5为浅饱和, 从而提高了速度,Rb 、Rc 、T6构成的泄放网络提高了抗干扰能力及速度
五)TTl 与STTL 的区别:用肖特基势垒二极管(SBD管D1,D2) 代替多发射极晶体管T1, 作为输入管; 将T4管的基极泄放电阻R4由接地改为接输出端Vo, 并加上SBD 管D5和D6. 六) 影响门的电气和物理结构设计的因素:MOS 管的串并联、衬偏调制效应、源漏电容和电荷的再分配等
七) 存储器:按特性分为挥发性和非挥发性, 挥发性一般指随机存取存储器(RAM),RAM分为SRAM(静态随机存取存储器) 和DRAM(动态) 和PSRAM(伪静态). 非挥发性存储器分为ROM 和Flash, 只读存储器简称ROM, 分为掩模编程ROM 和现场可编程ROM. 现场可编程ROM 分为PROM(可编程ROM),EPROM(可擦除可编程ROM)EEPROM(电可擦除可编程ROM).
10①若G=1>TG1反向>TG2饱和>VG1=0.1V>Vb3=0.8V>T3正向T4截止;T1饱和>T2截止>T5T6截止V0=Z;②若G=0>TG1饱和>TG2截止;AB=1>T1反向>T2饱和,T5T6饱和,Vb3=Vbes5+Vces2=0.8V>T3正向,T4截止>Vo=Vol;AB=0则T1饱和>T2截止>T5T6截止>T3饱和T4正向,Vo=Voh;Vo=G*AB+GZ
11❶若A=0B=0则T1T4T5饱和>T2T3T6截止>T7饱和>T10T11饱和>Vb8=Vbes11+Vces7=0.8v>T8正向T9截止Q=VoL❷若A=0,B=1>T4T5饱和,T1反向>T2饱和,T3T6截止>Vb7=Vbf1+Vces2=0.8V>T7T10T11截止>T8饱和,T9正向V0=voh=Q;若A=1B=0>T4反向,T5饱和,T1饱和>T3饱和,T2T6截止>Vb7=Vbf1+Vces3=0.8V>T7T10T11截止>T8饱和,T9正向,Q=Voh;若A=1,B=1>T4T5T1反向>T3T2T6饱和>Vb7=0.8V,T10T11饱和>Vb11=0.7V,T7截止>Vb8=0.7+0.1=0.8V,T8正向,T9截止>Q=VoL,Q=AB+AB
12 A)ABC=1,T1反向>T2饱和>T3饱
和,Vb4=Vces3=0.1v>T4T5截止,T6饱和,T7正向,L=VoH;ABC=0>T1饱和>T2截止,T3截止,T4T5饱和>Vb6=Vbes5+Vces4=0.7+0.1=0.8v>T6正向,T7截止,L=Vol;L=ABC;b)A=0,B=0,T1T2饱和,T3T4截止>T5截止,T6饱和,T7正向>L=VoH;A=0,B=1,T1饱和,T2反向,T3截止,T4饱和,T5饱和>Vb6=Vces4+Vbes5=0.8v>T6正向,T7截止>L=VoL;A=1,B=0,T2饱和,T1反向,T4截止,T3饱和,T5饱和>Vb6=Vces3+Vbes5=0.8v>T6正向,T7截止>L=VoL;A=1,B=1,T2T1反向>T4T3饱和>T5饱和>Vb6=Vces3+Vbes5=0.8v>T6正向,T7截止>L=VoL,L=A+B
15(1)A=0,B=0时>T1,T2饱和>T3,T4截至>T5,T8截至>T6饱和,T7正向>Y=Voh;(2)A=0,B=1时，T1饱和,T2反向>T3截至,T4饱和>T5,T8饱和Vb6=Vces4+Vbes8=0.8v>T6正向>T7截至>Y=Vol;(3)A=1,B=0时，T1反向，T2饱和>T3饱和,t4截至>t5,t8饱和Vb=Vces3+Vbes8=0.8v>t6正向>t7截至>t7截至>Y=Yol;(4)A=1,B=1时,t1,t2反向>t3,t4饱和>t5,t8饱和;Vb6=Vces3+Vbes8=0.8v>t6饱和>t7截至>Y=Vol;ABY;001;010;100;110;Y=A+B;(b)（1）A=0,B=0,T1,T2饱和>T3,T4截至>T6饱和>T5,T9饱和.(2)A=0,B=1时，T1饱和，T2反向>T3截至，T4饱和>Vb6=Vces4+VDf=0.8v>T6截至>T5T9截至>T7饱和>T8饱和Y=Voh;(3)A=1,B=0时，T1反向，T2饱和>T3饱和，t4截至>t5,Vb6=Vces3+VDf=0.8v>t6截至>t5t9截至>t7饱和t8正向Y=Yoh;(4)A=1,B=1时，t1,t2反向>t3,t4饱和>Vb6=Vces3+VDf=0.8v>t6截至>t6.t9截至t7饱和t8正向>Y=Voh;ABY;000;011;101;111;Y=A+B
一) 双极型半导体制造工艺:衬底选择; 第一次光刻; 外延层淀积; 第二次光刻—P+隔离扩散孔光刻; 第三次光刻—P 型基区扩散孔光刻; 第四次光刻—N+发射区扩散孔光刻,n 集电极接触孔光刻; 第五次光刻—引线接触孔光刻; 第六次光刻—金属化内连线光刻
二)P 阱硅栅CMOS 工艺:光1一阱区光刻, 刻出阱区注人孔; 阱区注人及推进, 形成阱区; 去除SiO2, 长薄氧, 长si3n4; 光2一有源区光刻, 刻出P 管、N 管的源、漏和栅区; 光3—N 管场区光刻, 刻出N 管场区注人孔,N 管场区注人, 以提高场开启, 减少闩锁效应及改善阱的接触; 长场氧, 漂去Si02及Si3N4, 然后长栅氧; 光4一P 管区光刻(可用光1的负版),P 管区注入, 调节PMOS 管的开启电压．然后长多晶硅; 光5一多晶硅光刻, 形成多晶硅栅及多晶硅电阻; 光6一P+区光刻, 刻去P 管区上的胶;P+区注入, 形成PMOS 管的源、漏区及P+保护环; 光7一N+区光刻, 刻去N+区上的胶(可用光6的负版)N+区注入, 形成NMOS 管的源、漏区及N+保护环; 长PSG; 光8一引线孔光刻. 可在生长磷硅玻璃后先开一次孔, 然后在磷硅玻璃回流
及结注入推进后再开第二次孔; 光9—铝引线光刻, 光10压焊块光刻
三) 闩锁效应CMOS 管结构中存在PNPN 四层结构所形成的寄生可控硅造成的自锁效应. 它会导致电路功能混乱, 或VDD 和VSS 短路, 使晶片损毁
.
闩锁条件:外界因素使两个寄生三极管的EB 结处于正向偏置; 两个寄生三极管的电流放大倍数βnpn βpnp>1;电源所提供的最大电流大于寄生可控硅导通所需要的维持电流Ih
消除闩锁:消除自锁现象的版图设计, 减小电阻Rs 和Rw, 降低寄生三极管的电流放大倍数βnpn βpnp, 可有效地提高抗自锁的能力; 消除自锁现象的工艺考虑, 要注意扩散浓度的控制, 对于横向寄生PNP 管, 保护环是其基区的一部分, 施以重掺杂可降低PNP 管的βpnp, 对于纵向寄生NPN 管, 工艺上降低其βnpn 有效的办法是采用深阱扩散, 来增加基区宽度. 其他措施, 注意电源跳动, 防止寄生三极管的EB 结正偏, 电源限流.
四) 六管单元与非门:工作原理:Vi=Voh,T1反向,T2饱和,T5、T6饱
和,Vb3=Vces2+Vbe5=0.8V,T3正向,T4截
止,Vo=Vol=Vces5,Vi=Vol,T1饱和,T2截止,T5、T6截止T3饱和T4正向,Vo=Voh=3.6V
各管作用:T1多发射极, 在电路中由低电平转为高电平时, 可反抽T2基区过剩少子, 使tpd 减小;T3、T4组成达林顿管作为高电平输出
级,Vbe4起电平位移作用, 由于Vcb4=Vce3>0,故T4不进入饱和, 存储电荷大大减少, 与R 构成泄放回路减小tpd; 由于Rb 存在, 使T6晚于T5进入饱和, 且T6分流作用使T5为浅饱和, 从而提高了速度,Rb 、Rc 、T6构成的泄放网络提高了抗干扰能力及速度
五)TTl 与STTL 的区别:用肖特基势垒二极管(SBD管D1,D2) 代替多发射极晶体管T1, 作为输入管; 将T4管的基极泄放电阻R4由接地改为接输出端Vo, 并加上SBD 管D5和D6. 六) 影响门的电气和物理结构设计的因素:MOS 管的串并联、衬偏调制效应、源漏电容和电荷的再分配等
七) 存储器:按特性分为挥发性和非挥发性, 挥发性一般指随机存取存储器(RAM),RAM分为SRAM(静态随机存取存储器) 和DRAM(动态) 和PSRAM(伪静态). 非挥发性存储器分为ROM 和Flash, 只读存储器简称ROM, 分为掩模编程ROM 和现场可编程ROM. 现场可编程ROM 分为PROM(可编程ROM),EPROM(可擦除可编程ROM)EEPROM(电可擦除可编程ROM).
10①若G=1>TG1反向>TG2饱和>VG1=0.1V>Vb3=0.8V>T3正向T4截止;T1饱和>T2截止>T5T6截止V0=Z;②若G=0>TG1饱和>TG2截止;AB=1>T1反向>T2饱和,T5T6饱和,Vb3=Vbes5+Vces2=0.8V>T3正向,T4截止>Vo=Vol;AB=0则T1饱和>T2截止>T5T6截止>T3饱和T4正向,Vo=Voh;Vo=G*AB+GZ
11❶若A=0B=0则T1T4T5饱和>T2T3T6截止>T7饱和>T10T11饱和>Vb8=Vbes11+Vces7=0.8v>T8正向T9截止Q=VoL❷若A=0,B=1>T4T5饱和,T1反向>T2饱和,T3T6截止>Vb7=Vbf1+Vces2=0.8V>T7T10T11截止>T8饱和,T9正向V0=voh=Q;若A=1B=0>T4反向,T5饱和,T1饱和>T3饱和,T2T6截止>Vb7=Vbf1+Vces3=0.8V>T7T10T11截止>T8饱和,T9正向,Q=Voh;若A=1,B=1>T4T5T1反向>T3T2T6饱和>Vb7=0.8V,T10T11饱和>Vb11=0.7V,T7截止>Vb8=0.7+0.1=0.8V,T8正向,T9截止>Q=VoL,Q=AB+AB
12 A)ABC=1,T1反向>T2饱和>T3饱
和,Vb4=Vces3=0.1v>T4T5截止,T6饱和,T7正向,L=VoH;ABC=0>T1饱和>T2截止,T3截止,T4T5饱和>Vb6=Vbes5+Vces4=0.7+0.1=0.8v>T6正向,T7截止,L=Vol;L=ABC;b)A=0,B=0,T1T2饱和,T3T4截止>T5截止,T6饱和,T7正向>L=VoH;A=0,B=1,T1饱和,T2反向,T3截止,T4饱和,T5饱和>Vb6=Vces4+Vbes5=0.8v>T6正向,T7截止>L=VoL;A=1,B=0,T2饱和,T1反向,T4截止,T3饱和,T5饱和>Vb6=Vces3+Vbes5=0.8v>T6正向,T7截止>L=VoL;A=1,B=1,T2T1反向>T4T3饱和>T5饱和>Vb6=Vces3+Vbes5=0.8v>T6正向,T7截止>L=VoL,L=A+B
15(1)A=0,B=0时>T1,T2饱和>T3,T4截至>T5,T8截至>T6饱和,T7正向>Y=Voh;(2)A=0,B=1时，T1饱和,T2反向>T3截至,T4饱和>T5,T8饱和Vb6=Vces4+Vbes8=0.8v>T6正向>T7截至>Y=Vol;(3)A=1,B=0时，T1反向，T2饱和>T3饱和,t4截至>t5,t8饱和Vb=Vces3+Vbes8=0.8v>t6正向>t7截至>t7截至>Y=Yol;(4)A=1,B=1时,t1,t2反向>t3,t4饱和>t5,t8饱和;Vb6=Vces3+Vbes8=0.8v>t6饱和>t7截至>Y=Vol;ABY;001;010;100;110;Y=A+B;(b)（1）A=0,B=0,T1,T2饱和>T3,T4截至>T6饱和>T5,T9饱和.(2)A=0,B=1时，T1饱和，T2反向>T3截至，T4饱和>Vb6=Vces4+VDf=0.8v>T6截至>T5T9截至>T7饱和>T8饱和Y=Voh;(3)A=1,B=0时，T1反向，T2饱和>T3饱和，t4截至>t5,Vb6=Vces3+VDf=0.8v>t6截至>t5t9截至>t7饱和t8正向Y=Yoh;(4)A=1,B=1时，t1,t2反向>t3,t4饱和>Vb6=Vces3+VDf=0.8v>t6截至>t6.t9截至t7饱和t8正向>Y=Voh;ABY;000;011;101;111;Y=A+B