集成NPN的结构与寄生效应

为了在一个基片上制造出多个器件，必须采用隔离措施，pn结隔离是一种常用的工艺。在pn结隔离工艺中，典型NPN集成晶体管的结构是四层三结构，即NPN管的高浓度n型扩散发射区-NPN管的p型扩散基区-n型外延层（NPN管的集电区）-p型衬底四层，以及四层之间的三个pn结这样的工艺结构。

pn结隔离
pn结隔离是利用反向pn结的大电阻特性实现集成电路中各元器件间电性隔离方法。常规pn结隔离在工艺上是通过隔离扩散扩穿外延层而与p衬底连通上实现的，（或称各隔离墙均有效）；应该强调的是，采用常规pn结隔离工艺制造的集成电路在使用时必须在电性能给予保证，即p衬底连接电路电位（保证隔离pn结二极管处于反向偏置）。
集成NPN管的有源寄生效应
四层三结结构 ：典型集成晶体管的四层三结结构--指NPN管的高浓度n型扩散发射区N+-NPN管的p型扩散基区-n型外延层（NPN管的集电区）nepi （ epitaxial 外延的）-p型衬底四层p-Si ，以及四层之间的三个pn结这样的工艺结构EB（ Emitter—Base ）结 、BC（ Base-Collector ）结、 CS结（ Collector-Substrate ） 。
寄生PNP管处于放大区的三个条件：
(1) EB结正偏（即NPN管的BC 结正偏）
(2) BC结反偏（即NPN管的CS 结反偏）
(3) 具有一定的电流放大能力（一般 pnp=1~3）
其中，条件(2)永远成立，因为pn结隔离就是要求衬底P+隔离环接到电位。条件(3)一般也很容易达到。条件(1)能否满足则取决于NPN管的工作状态。

（2）可采用外延层掺金工艺，引入深能级杂质，降低少子寿命，从而降低 。掺金工艺是在NPN管集电区掺金（相当于在PNP管基区掺金）。掺金的作用，使PNP管基区中高复合中心数增加，少数载流子在基区复合加剧，由于非平衡少数载流子不可能到达集电区从而使寄生PNP管电流放大系数大大降低。
（3）还应注意，NPN管基区侧壁到P+隔离环之间也会形成横向PNP管，必须使NPN管基区外侧和隔离框保持足够距离。

集成电路中的无源寄生将影响集成电路的瞬态特性，而无源寄生元件主要是寄生结电容。pn结电容的大小与结的结构和所处的状态有关，即与pn结上所加的偏压有关；与pn结的面积有关，在pn结的面积计算时，注意其侧面积为四分之一圆柱面积，这是由于扩散形成电性区时存在横向扩散所致；且与pn结面是侧面还是底面有关。因此，在考虑计算寄生结电容时，必须和pn 结的实际结构结合起来，还必须和pn 结在某个瞬态过程中实际电性状态变化结合起来。

介质隔离-使用绝缘介质取代反向pn结，实现集成电路中各元器件间电性隔离方法。
等平面隔离工艺是一种混合隔离工艺，在实现集成电路中各元器件间电性隔离时，既使用了反向pn结的大电阻特性，又使用了绝缘介质电性绝缘性质的方法。