標準CMOS工藝集成肖特基二極管設計與實現(xiàn)

(SBD1,SBD2,SBD3分別為16,1.6,0.64μm2)通過擬合公式(3)和所測得的結果，我們可以得到實現(xiàn)SBD的方法，如表1的參數(shù)所示。

從表1中可以觀察到，隨著相互交織的樹木的增多，串聯(lián)電阻的阻值明顯的降低。

為實現(xiàn)SBD的測量，勢壘高度B的測量的統(tǒng)計結果如圖3所示。在所測的90個樣本中，SBD1、SBD2、SBD3各30個樣本，從而求得實現(xiàn)SBD的勢壘高度為0.44eV左右。

擊穿電壓是4 . 5 V左右，在今后的工作中，在正常的SBD設計與生產(chǎn)中，擊穿電壓可以延長一些方法的使用，例如在自對準保護環(huán)境與SBD的制造過程中，5.2 C-V的功能

下面給出了小信號肖特基二極管的結電容Cj:

其中，Nd為摻雜濃度的n-阱，Φn是費米能級之間的電位差和導帶邊緣相等于(EC-Ef)/q.

圖4顯示了測得的反向偏壓為SBD的C-V曲線。

5.3 S參數(shù)測量和SBD高頻建模

為了測量高頻率的S參數(shù)設計的設備，每個SBD被放置了有三個探頭焊盤。中間信號墊的大小是85μm×85μm和頂部/底部的的地面尺寸是85μm×135μm的。使用GSG探頭和網(wǎng)絡分析儀，我們可以得到S參數(shù)設計的SBD.但是，S參數(shù)的直接測量結果包括墊片、金屬線和覆蓋的寄生電容。對于設計的設備而言，盡管寄生參數(shù)是非常小的，但這些寄生參數(shù)是絕對不能被忽視的，在計算的時候應該將GSG探頭直接測量的S參數(shù)減去。在本文所研究的設計中，我們制作兩個虛擬的GSG信號墊作為測試裝置，假如兩個信號墊一個是偽GSG信號墊，一個是SBD信號墊，且兩個信號墊同等大小。除此以外的虛擬信號墊都是開放的，這也就是我們所說的開放式信號墊。S參數(shù)由啞墊進行測量。接著就可以得到信號墊和金屬線的寄生電阻和電容。將這些寄生參數(shù)減去，就能夠得到S參數(shù)的無寄生電阻和電容。將這種方法稱之為去嵌入技術。

使用測得的S參數(shù)可以抽象為高頻模擬SPICE模型。圖5顯示SBD仿真離子模型的實現(xiàn)。L1和L2顯示出的輸入和輸出串聯(lián)電感。Ci和Co表示陽極輸入輸出電容和陰極節(jié)點。C1具有相互交織的肖特基二極管的兩個端口之間的寄生電容。R1和R2為連接S參數(shù)下NWLL到地面下電阻的n-阱的模型。pn二極管反映的寄生蟲n阱p-次二極管。在我們的設計中，可以用得到的pn二極管的參數(shù)通過標準CMOS工藝0.35μm的SPICE模型。

如圖6所示，為S參數(shù)SBD1測量和模擬。

表2給出了仿真離子模型的參數(shù)，頻率SBD1從50MHz到40GHz,該模型可以匹配到30GHz的測量結果。

6.結束語

隨著無線通訊具有的靈活性和高機動性的特點，其應用越來越廣泛，也順應了市場的需求。由于CMOS工藝在諸多的工藝中最為成熟、成本最低，卻功耗最小，因此得到廣泛的應用，隨著技術的不斷成熟，CMOS工藝基礎上的肖特基二極管設計及實現(xiàn)也成為現(xiàn)實。也是未來射頻集成電路發(fā)展的必然趨勢。通過MPW在標準CMOS工藝制造的肖特基勢壘二極管中的設計應用，可知鋁硅接觸的勢壘高度約0.44eV.

通過I-V,C-V和S參數(shù)測量可以實現(xiàn)SBD.通過本文所示，SBD設計的優(yōu)勢較為明顯，最為顯著的是設計成本較低，能夠被廣泛的應用與商業(yè)標準的CMOS工藝中。在以后的工作中，更多的重點將集中在標準CMOS工藝設計的SBD的反向擊穿電壓和頻率范圍擴展。