杜胜金 段宏 程春阳 马林 高原
北方自动控制技术研究所 山西太原 030006
摘要：本文首先针对数字集成的电路进行了概述，然后针对数字集成电路具体的设计，在MOS场效应的电晶体设计、CMOS的集成电路在互场效应上的设计、二级体电路的设计、电阻的设计、电容的设计上进行了分析，然后针对数字集成电路的使用，在制备薄圆晶片、外延工艺的技术、隔离工艺的技术上进行了分析，以供业界的各位同仁，予以参考、指导。
关键词：数字集成电路；集成电路；电路设计设计原理；
前言：现阶段我国关于数字集成电路理论研究方面还存在一些不足，对于很多关键的部分，在研究方面尚未清晰明了，因此对于数字集成电路，为了真正的去实现深入的了解，对当中存在的各种异常，进行正确、深入的分析，真正的去实现我国的数字集成电路在技术方面的发展，本文在设计的核心工艺上展开不同的分析。
1 数字集成电路的概述
针对数字集成电路在理论方面的研究，首先就应该开始从“数的诞生”讲起，数在表达上有很多种方式，经常能见到的是十进制数，然而在计算机当中，对于数的处理默认为二进制数，就是说不论是多大、多小的数，在计算机当中都是通过,0、1所构成的二进制数来表示的，然而在数字集成电路领域内，0、1是用来表示信息在传输时，开关的实际状态，并且还要通过输入端口，对数字信息实施加工、处理，这种运算、处理的过程，称作逻辑集成的电路，因此数字集成电路在工作当中永远都处于饱和的状态，。数字集成电路主要包括：半导体的记忆电路、触发电路、门电路，三者之间存在着非常显著的差异，门电路可以对信息进行存储，在触发时不需要特别指定的信息，而半导体的记忆电路，是需要采取对二进制数据，进行存储的方式，去实现电脑在运算时，在信息方面的指令记忆、结果的分析，因此就必须对其提供相应的数据，这些都只是一些简单、浅显的论述，深入分析之后就会发现，数字集成电路当中的重点、难点很多，然而只有弄清楚了数字集成电路，最基本的理论、运行时的原理，才可以对其实现更好的、有针对性的设计、使用。
2 数字集成电路具体的设计
针对数字集成电路在设计方面，其实已经有很多的、被证实的、可行性的电路设计方法，其中主要包含了：电容的设计、电阻的设计、二级体的设计、CMOS的集成电路在互场效应上的设计、OS场效应的电晶体设计等，文章针对这几种集成电路，在设计的区别上进行探讨。
2.1 MOS场效应的电晶体设计
在MOS场效应中对电晶体的设计中，通常使用的是N沟的MOS管，这种设计的形式主要考虑的是，把N+P当成引线去构成漏极、源极，而且用到的砂片覆盖在其表面上。栅极则由一层SIO2加上覆盖在其表面上的再金属铝构成。使用栅极所构筑成数据的二级体，MOS场效应的电晶体有很多的品种，当中差异的关键就是砂片所构成的多晶矽栅，代替了原来覆盖金属铝所形成的铝栅，实现了接近垂直的掺杂，让栅、源极的电容量得到了降低，让电路在运转方面的速度，得到了真正的提高。
2.2 CMOS的集成电路在互场效应上的设计
CMOS的集成电路主要的特点有占据的空间小、功耗低等，因此在针对CMOS的集成电路，在互场效应的设计中需要去充分的考虑，其能否支撑大规模的集成电路使用。在实际设计的过程当中，一般会使用互补场效应的电晶体，在设计方面的相关方案，COM是使用砂片对MOS电路进行连接的，形成的是一种不会区分逻辑状态的电路。因此，需要在VDD电压下去串联管道，就可以起到类似于反相器的作用。这种没有导通的状态，会让电路当中的漏电流被降低，因此功率维持在毫瓦、微瓦量级。
2.3 二级体电路的设计
二级体一般都是由三极管所构成的，其中一边具备正向压的降低，有效的防止了发生寄生效应，而且二级体中的一边，必须要经过高电压击穿，才可以进行使用，因此在特点方面不具备独立性，在对晶体管进行布线的过程当中，必须根据电路的实际需求去进行布置，可以给引线预留出一定的位置。
2.4 电阻的设计
在数字集成的电路当中，通过电阻可以实现向外的延伸，进而对电晶体的基区层实现设计。而且电阻值、杂质的浓度、基区的宽度、基区的长度，这些都有着非常密切的关系。需要对电阻值进行增大的时候，可以使用沟道的电阻；需要对电阻值进行减小的时候，必须要使用发射区的电阻。
2.5 电容的设计
在数字集成的电路当中电容器一共有两种，一种是MOS的电容拥有固定值；一种是P-N结的电容器，通过三极管当中的eb结获取电容量，而且电容量的大小和所增加的偏压，二者之间是正相关的关系。
3 数字集成电路的使用
3.1 制备薄圆晶片
在对薄圆晶片进行制备的时候，通常采用半导体在磨片机、切片机等，这些设备上进行加工、制备，使用相关的设备能够制备出很完美的晶片，进而很好的符合工艺上的要求[1]。
3.2 外延工艺的技术
电晶体的基电结在击穿的过程当中，对于材料在要求方面是十分严格的，必须是电阻率特别高的那种，同时为了让电晶体在工作效率上得到提高，对于电阻率就提出了比较特殊的要求，必须得使用电阻率很低的材料，因此就需要在有关材料当中，添加朝外蔓延的电阻层。
3.3 隔离工艺的技术
对数字集成电路来说，在实际设计的过程中，需要使用隔离工艺的技术。在数字集成的电路中，将每个组件当作半导体衬底片，对整个组件的电位，进行改变的一种技术，隔离工艺技术的具体应用，促进了数字集成的电路在各方面的发展[2]。
结束语：综上所述，对于当下实际发展的情况而言，数字集成电路可以说是，信息时代在未来的发展当中，一个十分重要的标志。因此，针对数字集成的电路，加快推进分析、研究是很必要的，同时还应该把数字集成的电路，在各个行业、各个领域广泛的运用起来，让我国的科技在发展的速度上得到提升，进而让我国在科技方面的实力更加的强大。
参考文献：
[1]李良秋,董志贵.浅谈数字集成电路设计原理与使用[J].中国新通信,2020,22(12):235.
[2]陈玉荣. 浅谈对数字集成电路设计原理与使用之我见[J]. 当代旅游:下旬刊,2019(1):00037-00037.