专利名称：一种高速频率测量芯片的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种芯片的生产方法，尤其是涉及一种高速频率测量芯片的生产方法。
背景技术：
频率测量是电子仪器仪表行业中一个最基本的测量项目，广泛用于计量、科 研、教学、航空航天、工业控制、军事等诸多领域。传统方法中的间接测量法，存在精 度低、误差大和易受影响的缺点。专用频率测量芯片属于直接测量法，实现线路简单精 度高。但受到设计和加工工艺方法的影响，现有频率测量芯片存在几大缺陷。 一是在 设计上因兼顾多功能的设计思路，导致内部逻辑复杂，影响了芯片的输入级和总体的频 率响应， 一般未经前置分频处理的最高可测量频率仅为10MHz，限制了应用领域；由于 其整体设计的局限，为保证有10MHz的最高测量频率，其工作电压必须在5V士10X(即 4.5 5.5V)的范围内，否则不能工作，因电压范围很窄，在实际使用中， 一旦系统电压 稍有波动，即导致测量不准确及工作失效；而扫描频率由于受芯片内部主控时钟分频的 限制，仅工作在50Hz，容易引起视觉频闪效应和芯片总体功耗偏高的问题。二是现有频 率测量芯片的加工工艺采用的是早期的铝栅工艺，该工艺流程简单，成本低，但由于工 艺的栅覆盖使MOS管的工作频响降低，直接影响了芯片的工作频率，同时受工艺离散影 响大成品率低，驱动能力弱且容易临界进入锁定状态引起芯片失效，工作电压范围窄。
因此如能提高单芯片的直接测量频率可直接提升仪器的上限测量频率；降低耗 电和增强驱动能力是提高性能和精度稳定的有力保证；宽电压范围将带来台式和手持仪 器应用的便利。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高速频率测量芯片的生产方法，通过对 前道的设计和后道的工艺的改进，可以生产出有较宽的频率测量范围，工作电压范围 广，功耗低，驱动能力强的频率测量芯片。 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为 一种高速频率测量芯片的生产 方法，它包括以下步骤①根据功能将整体逻辑模块划分为至少二个子逻辑模块，再根 据时序流程图，对每个分逻辑进行仿真，消除局部的冗余逻辑结构；②利用电子设计自 动化软件对输入通道及前置2级分频模块和主计数器部分进行逐级逐器件仿真；③将输 出的显示逻辑完全开放，使之最高位具备1 9的显示； 调整MOS管的开启电压，使 电路实用的工作电压范围为2 5V;⑤采用实时扫描位段驱动方式，使芯片直接驱动8 位0.6英寸的7段LED数码管；⑥采用无磨损的投影光刻和N阱硅栅制造技术，制造得 到高速频率测量芯片。 所述的步骤⑥包括以下具体步骤 -1在P型村底上刻出N阱区，离子注入N 型杂质，形成N阱区；⑥-2光刻M0S管有源区，通过隔离氧化，形成有源区的岛； -3
3在N阱区外，用离子注入P型杂质进行PMOS管的VT调整； -4当栅氧化后，多晶硅 生长时，光刻多晶硅；⑥-5分别光刻P+和N+区，用离子注入P型杂质和离子注入N型 杂质形成PMOS管和NMOS管； -6生长介质层后，光刻有源区上和多晶硅上的引线 孔； -7用金属膜覆盖后，光刻连线； -8覆盖钝化层后，光刻封装引线压焊区。
所述的步骤⑥-5中，在有源区上为多晶硅的情况下，不注入P型和N型杂质， 自动形成栅区，多晶硅为MOS管的栅。 与现有技术相比，本发明的优点在于针对现有的频率测量芯片存在的缺点，提 出和采用冗余逻辑消除、优化器件工作点、提高刷新频率的方法，生产出有较宽的频率 测量范围，工作电压范围广，功耗低，驱动能力强的频率测量芯片。制成的产品经测试 和工程性试验表明，本发明的方法最大限度地提高了芯片的频率响应指标，使芯片的直 接测量频率范围扩大至从直流到40MHz以上，有较宽的频率测量范围，使得在应用时可 简化分频线路，并进一步提高了整机的总体测量频率，扩大了芯片的使用范围；通过调 整MOS管的开启电压，使电路实用的工作电压范围为2 5V，由于开启电压的降低，同 时实现了低功耗目标，当工作在3V时，其静态功耗低于8mW，由于自身功耗的降低， 达到了绿色节能的目的，可将其运用在便携式设备、掌上产品中；采用实时扫描位段驱 动方式，直接驱动LED或LCD显示，可以提高扫描频率，大幅提升刷新速度，无频闪现 象且视觉效果很好，并且适应了驱动不同内阻的LED数码管和降低平均工作电流(即减 少了总体平均功耗)，同时可提高瞬态驱动电流，增强驱动LED的能力和显示亮度；无 磨损的投影光刻和N阱硅栅技术，对芯片的制造工艺实现优化，可以可靠地实现所有的 设计技术指标。
具体实施例方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。 实施例一 一种高速频率测量芯片的生产方法，它包括以下步骤①在总体逻 辑设计上，采用冗余逻辑消除技术，根据功能将整体逻辑模块划分为六个子逻辑模块， 再根据时序流程图，对每个分逻辑进行仿真，消除局部的冗余逻辑结构；②利用电子设 计自动化软件的强大的物理寄生参数仿真功能，从提高频率的角度出发，对输入通道及 前置2级分频模块和主计数器部分进行逐级逐器件仿真，消除由于版图的布局不良带来 整体的工作频率降低和容易引起的各种寄生效应；③将输出的显示逻辑完全开放，使之 最高位具备1 9的显示；④在线路设计上采取优化内部偏置电压和降低静态电流等积极 措施，仍旧将该芯片设计为单电源供电，通过调整MOS管的开启电压，使电路实用的工 作电压范围为2V;⑤采用实时扫描位段驱动方式，使芯片直接驱动8位0.6英寸的7段 LED数码管；⑥采用无磨损的投影光刻和N阱硅栅制造技术，制造高速频率测量芯片， 包括以下具体步骤⑥-l在P型村底上刻出N阱区，离子注入N型杂质，形成N阱区；
⑥-2光刻M0S管有源区，通过隔离氧化，形成有源区的岛；⑥-3在N阱区外，用离子 注入P型杂质进行PMOS管的VT调整； -4当栅氧化后，多晶硅生长时，光刻多晶硅； -5分别光刻P+和N+区，用离子注入P型杂质和离子注入N型杂质形成PMOS管和 NMOS管； -6生长介质层后，光刻有源区上和多晶硅上的引线孔； -7用金属膜覆盖 后，光刻连线； -8覆盖钝化层后，光刻封装引线压焊区。
实施例二 其它内容与实施例一相同，不同之处在于步骤④中通过调整MOS管 的开启电压，使电路实用的工作电压范围为5V。 实施例三其它内容与实施例一相同，不同之处在于步骤④中通过调整MOS管 的开启电压，使电路实用的工作电压范围为3V。 实施例四其它内容与上述三个实施例相同，不同之处在于步骤 -5中，在有 源区上为多晶硅，此时不注入P型和N型杂质，自动形成栅区，多晶硅为MOS管的栅。
权利要求
一种高速频率测量芯片的生产方法，其特征在于它包括以下步骤①根据功能模块将整体逻辑划分为若干子逻辑模块，再根据时序流程图，对每个分逻辑进行仿真，消除局部的冗余逻辑结构；②利用电子设计自动化软件对输入通道及前置2级分频模块和主计数器部分进行逐级逐器件仿真；③将输出的显示逻辑完全开放，使之最高位具备1～9的显示；④调整MOS管的开启电压，使电路实用的工作电压范围为3～5V；⑤采用实时扫描位段驱动方式，使芯片直接驱动8位0.6英寸的7段LED数码管，⑥采用无磨损的投影光刻和N阱硅栅制造技术，制造得到高速频率测量芯片。
2. 如权利要求1所述的一种高速频率测量芯片的生产方法，其特征在于所述的步骤⑥包括以下具体步骤⑥-l在P型村底上刻出N阱区，离子注入N型杂质，形成N阱区；⑥-2光刻MOS管有源区，通过隔离氧化，形成有源区的岛；⑥-3在N阱区外，用离子注入P型杂质进行PMOS管的VT调整； -4当栅氧化后，多晶硅生长时，光刻多晶硅； -5分别光刻P+和N+区，用离子注入P型杂质和离子注入N型杂质形成PMOS管和NMOS管； -6生长介质层后，光刻有源区上和多晶硅上的引线孔； -7用金属膜覆盖后，光刻连线； -8覆盖钝化层后，光刻封装引线压焊区。
3. 如权利要求1所述的一种高速频率测量芯片的生产方法，其特征在于所述的步骤 -5中，在有源区上为多晶硅的情况下，不注入P型和N型杂质，自动形成栅区，多晶硅为MOS管的栅。
全文摘要
本发明公开了一种高速频率测量芯片的生产方法，它包括以下步骤①根据功能模块将整体逻辑划分为若干子逻辑模块，再根据时序流程图，对每个分逻辑进行仿真，消除局部的冗余逻辑结构；②利用电子设计自动化软件对输入通道及前置2级分频模块和主计数器部分进行逐级逐器件仿真；③将输出的显示逻辑完全开放，使之最高位具备1～9的显示；④调整MOS管的开启电压，使电路实用的工作电压范围为2～5V；⑤采用实时扫描位段驱动方式，使芯片直接驱动8位0.6英寸的7段LED数码管，⑥采用无磨损的投影光刻和N阱硅栅制造技术，制造得到高速频率测量芯片，本发明提高了芯片的频率响应指标，使芯片的直接测量频率范围扩大至从直流到40MHz以上，同时实现了低功耗目标。
文档编号G01R23/00GK101692107SQ20091015332
公开日2010年4月7日 申请日期2009年10月14日 优先权日2009年10月14日
发明者张国鹏 申请人:张国鹏;宁波高新区甬晶微电子有限公司