二氧化锡气体传感器是利用二氧化锡半导体表面对气体分子（原子）的物理吸附和化学吸附原理设计的一种检测气体浓度的化学器件,这种传感器具有很广的气体监测范围,可以对氧化性气体（氧气、水气、乙醇）也可对还原性气体（氢气、一氧化碳、硫化氢）进行检测,因此它在化工、化学、环境保护以及生物医疗方面都有广阔的前景。 然而传统的气体传感器是以陶瓷为基底,结合丝网烧结方式制作的,造成了器件的成本昂贵,不能批量生产,降低了传感器的实用性;随着硅技术的快速发展,利用与标准CMOS兼容的制造技术来实现SnO₂ gas sensor是目前研究的热点,其优点是将传感器部分和信号处理电路集成在同一个芯片上,实现了系统的集成,从而降低了成本,减少了外界信号对器件的干扰,提高了器件对气体的灵敏性和可靠性,减少了整个系统的芯片尺寸。 计算机辅助设计（CAD）作为一个强有力的设计工具在集成电路设计和模拟分析中发挥了很重要的作用,可以用Candence中的Hspice模拟软件对器件和信号电路进行模拟仿真分析,用Ansys软件对气体传感器器件模型进行物理模拟分析,从而构成系统的集成;目前对sensor的Hspice仿真和参数提取仍然难于实现。 本文从二氧化锡半导体的表面吸附基本原理出发,通过ANSYS对器件的物理仿真模拟确定器件的结构和设计的参数,并且结合CMOS工艺对多种电阻材料（poly、n⁺扩散层、P⁺扩散层、n阱）的特性进行实验分析,选择出传感器所需要的加热电阻;在POST-CMOS工艺中比较各种刻蚀液选择出适合本设计的腐蚀剂和器件的其它各层;最后对信号电路进行设计,包括信号选择电路（Decoder）和放大电路,给出相关设计的参数和仿真结果,并且给出设计的其它放大电路的电路图。在工艺上,我们制作SnO₂ gas sensor and circuit采用TSMC 0.6μm 1P3MCMOS工艺,然后再用POST-CMOS进行器件的后刻和溅镀二氧化锡薄膜,完成整个系统的制作。 本设计完成了标准CMOS制作SnO₂ gas sensor and circuit的系统的整个芯片设计,并且送交流片。