一种抗辐照的共岛LPNP和SPNP版图结构制造技术

一种抗辐照的共岛LPNP和SPNP版图结构，包括LPNP的基极、LPNP的集电极、LPNP的发射极、SPNP的发射极、基区复合墙、衬底、外延层沟道电阻和埋层；衬底的表面覆盖有外延层，外延层和衬底之间设置有埋层；外延层上排布有LPNP的基极、LPNP的集电极、LPNP的发射极、基区复合墙和SPNP的发射极；基区复合墙将共岛的LPNP和SPNP分隔形成LPNP隔离岛和SPNP隔离岛，LPNP隔离岛和SPNP隔离岛之间通过外延层连通，形成外延层沟道电阻；LPNP的基极B通过外延层连接外延沟道电阻的一端，外延沟道电阻的另一端连接SPNP的基极。有效提高SPNP的电流放大倍数，提升抗辐照性能，并节约版图面积。该版图结构可推广应用于任一款低压抗辐照双极电路版图设计，有效降低芯片版图面积并提升抗辐照性能。

【技术实现步骤摘要】
一种抗辐照的共岛LPNP和SPNP版图结构
本专利技术涉及集成电路双极电路版图设计
，具体为一种抗辐照的共岛LPNP和SPNP版图结构。
技术介绍
目前，抗辐照精密运算放大器等双极型电路在航天、航空等领域有着广泛的应用，电路芯片的小型化、抗辐照性能以及工作可靠性的提高是确保型号任务顺利完成的必要前提。当下精密运算放大器的应用环境日趋复杂，对放大器的性能要求越来越严苛。这就要求芯片在满足基本性能要求的前提下，还需应对来自严苛应用条件的挑战，往往常规设计结构已不足以满足要求。在小型化、抗辐照性能提升的过程中，为节省芯片面积，减小寄生电容，共基极LPNP和SPNP趋向采用共岛设计。常规抗辐照共基极LPNP和SPNP版图结构如图1所示。但是常规的抗辐照共基极LPNP和SPNP版图结构存在以下弊端：1)作为SPNP管集电区的基区扩散区未完全包围发射区，使发射区电流收集能力下降，SPNP管放大倍数下降，辐射环境下，放大倍数的进一步下降，进而影响电路整体抗辐射性能；2)SPNP发射区和LPNP集电区之间存在电流通道，如图2中A区所示，当器件表面存在缺陷或辐射后使A区反型后，会造成SPNP和LPNP管之间出现漏电通道，影响整个芯片的正常使用。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种抗辐照的共岛LPNP和SPNP版图结构，抗辐照能力强，芯片面积小，能够防止SPNP出现基极开路的问题，确保电路的稳定可靠工作。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种抗辐照的共岛LPNP和SPNP版图结构，包括LPNP的基极、LPNP的集电极、LPNP的发射极、SPNP的发射极、基区复合墙、衬底、外延层沟道电阻和埋层；所述衬底的表面覆盖有外延层，外延层和衬底之间设置有埋层；所述外延层上排布有LPNP的基极、LPNP的集电极、LPNP的发射极、基区复合墙和SPNP的发射极；所述基区复合墙将共岛的LPNP和SPNP分隔形成LPNP隔离岛和SPNP隔离岛，LPNP隔离岛和SPNP隔离岛之间通过外延层连通，形成外延层沟道电阻；所述LPNP的基极通过外延层连接外延沟道电阻的一端，外延沟道电阻的另一端连接SPNP的基极。优选的，所述埋层朝向SPNP隔离岛方向延伸至基区复合墙下方，形成并联外延层沟道电阻的埋层电阻。进一步的，所述埋层的延伸边沿与基区复合墙的边沿处于同一竖直平面，并穿过基区复合墙。优选的，所述基区复合墙与LPNP和SPNP版图结构中的P+基区层的深度相同。优选的，所述衬底为P型衬底。优选的，所述外延层为N-型外延层。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术一种抗辐照的共岛LPNP和SPNP版图结构，通过基区复合墙将共岛的LPNP和SPNP分隔形成LPNP隔离岛和SPNP隔离岛，基区扩散区完全包围SPNP发射区，同时利用了横向和纵向导通，SPNP晶体管中的横向导通从作为发射区的基区扩散区向外到达作为集电区的基区扩散区的部分环形区域。可有效提高SPNP的电流放大倍数，提升抗辐照性能，并节约版图面积。此外还存在垂直导通从发射区到衬底，从而提高SPNP管的电流增益，增大余量，稳定直流工作点。并且环形的基区扩散区可以抵消隔离区过渡横向扩散引发的大的周边方块电阻。进一步的，埋层朝向SPNP隔离岛方向延伸至基区复合墙下方，形成并联外延层沟道电阻的埋层电阻。通过延伸埋层，为LPNP和SPNP的基极之间提供一个电流低阻通道，避免了SPNP基区夹断现象的发生。附图说明图1为现有技术常规抗辐照LPNP和SPNP共岛电路结构；图2为现有技术常规抗辐照LPNP和SPNP共岛版图结构；图3为本专利技术实施例一LPNP和SPNP共岛版图结构；图4为本专利技术实施例一LPNP和SPNP共岛版图结构剖面示意图；图5为本专利技术实施例二外延沟道电阻夹断原理图；图6为本专利技术实施例二LPNP和SPNP共岛版图结构；图7为本专利技术实施例二LPNP和SPNP共岛版图结构剖面示意图。图中：11为LPNP的基极；12为LPNP的集电极；13为LPNP的发射极；21为SPNP的发射极；3为基区复合墙；4为衬底；5为外延层沟道电阻；6为埋层；7为耗尽层；8为隔离墙；9为埋层电阻。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。实施例一如图3和图4所示，本专利技术一种抗辐照的共岛LPNP和SPNP版图结构，包括LPNP的基极11、LPNP的集电极12、LPNP的发射极13、SPNP的发射极21、基区复合墙3、衬底4、外延层沟道电阻5和埋层6。衬底4的表面覆盖有N-型外延层，N-型外延层和衬底4之间设置有埋层6；N-型外延层上依次排布有LPNP的基极11、LPNP的集电极12、LPNP的发射极13、基区复合墙3和SPNP的发射极E21；LPNP的基极11通过外延层连接外延沟道电阻5的一端(A点)，外延沟道电阻5的另一端(B点)，连接SPNP的基极；基区复合墙3将共岛的LPNP和SPNP分隔形成LPNP隔离岛和SPNP隔离岛，两岛之间通过外延层连通，形成外延层沟道电阻5。基区复合墙3是采用标准双极工艺中的基区层(P+)制作，与LPNP和SPNP器件的发射区为同一版层，其绘制于LPNP和SPNP岛的隔离区上，将LPNP和SPNP分隔成两个区域。工艺上一般采用扩散或注入P型离子的方式制作。隔离墙8在版图结构设计中一般采用基区覆盖隔离墙8设计，也称基区复合墙设计，可以提高隔离墙8区域(P-)表面浓度，防止杂质浓度较低的隔离区表面受外界电场作用或表面态的影响，反型而形成漏电，以改善器件抗辐射性能。基区复合墙3的墙电压与隔离墙8为同种杂质类型，因此两者自然形成电连接，具有同等电位。一个环形的基区扩散区完全包围SPNP发射区，作为SPNP的集电区，这种结构同时利用了横向和纵向导通，SPNP晶体管中的横向导通从作为发射区的基区扩散区向外到达作为集电区的基区扩散区的部分环形区域。此外还存在垂直导通从发射区到衬底4，从而提高SPNP管的电流增益，增大余量，稳定直流工作点。并且环形的基区扩散区有助于抵消隔离区过渡横向扩散引发的大的周边方块电阻。本专利技术一种抗辐照共岛LPNP和SPNP版图结构在与现有工艺完全兼容的前提下，可有效提高SPNP的电流放大倍数，提升抗辐照性能，并节约版图面积。该版图结构可推广应用于任一款低压抗辐照双极电路版图设计，有效降低芯片版图面积并提升抗辐照性能。实施例二实施例一中的一种抗辐照共岛LPNP和SPNP版图结构，虽然能够提升抗辐照性能，但是SPNP管存在基区夹断的风险。SPNP和LPNP基极之间存在一个外延层沟道电阻Repi。在实际工作时，当外延层(LPNP和SPNP的基极)电位升高，复合墙P+与外延层之间的耗尽层7展宽，电阻通道将变窄，电阻增大，当电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗辐照的共岛LPNP和SPNP版图结构，其特征在于，包括LPNP的基极(11)、LPNP的集电极(12)、LPNP的发射极(13)、SPNP的发射极(21)、基区复合墙(3)、衬底(4)、外延层沟道电阻(5)和埋层(6)；/n所述衬底(4)的表面覆盖有外延层，外延层和衬底(4)之间设置有埋层(6)；/n所述外延层上排布有LPNP的基极(11)、LPNP的集电极(12)、LPNP的发射极(13)、基区复合墙(3)和SPNP的发射极(21)；/n所述基区复合墙(3)将共岛的LPNP和SPNP分隔形成LPNP隔离岛和SPNP隔离岛，LPNP隔离岛和SPNP隔离岛之间通过外延层连通，形成外延层沟道电阻(5)；/n所述LPNP的基极(11)通过外延层连接外延沟道电阻(5)的一端，外延沟道电阻(5)的另一端连接SPNP的基极。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗辐照的共岛LPNP和SPNP版图结构，其特征在于，包括LPNP的基极(11)、LPNP的集电极(12)、LPNP的发射极(13)、SPNP的发射极(21)、基区复合墙(3)、衬底(4)、外延层沟道电阻(5)和埋层(6)；
所述衬底(4)的表面覆盖有外延层，外延层和衬底(4)之间设置有埋层(6)；
所述外延层上排布有LPNP的基极(11)、LPNP的集电极(12)、LPNP的发射极(13)、基区复合墙(3)和SPNP的发射极(21)；
所述基区复合墙(3)将共岛的LPNP和SPNP分隔形成LPNP隔离岛和SPNP隔离岛，LPNP隔离岛和SPNP隔离岛之间通过外延层连通，形成外延层沟道电阻(5)；
所述LPNP的基极(11)通过外延层连接外延沟道电阻(5)的一端，外延沟道电阻(5)的另一端连接SPNP的基极。


2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟咏梅，刘鹏，方雷，尤路，魏海龙，
申请(专利权)人：西安微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61