论文部分内容阅读
BCD(Bioolar-CMOS-DMOS)工艺技术能在同一块芯片上制作多种类型器件,使电路设计变得非常灵活,因此有着广阔的应用前景,并很快成为VLSI(Very Large Scale Integration)设计的主流技术。集成的BCD工艺中所包含的器件应具有各自分立时的良好性能,各种器件的工艺和隔离技术应相互兼容,同时使用少的光刻版,可见如何获得工艺上的最优与结构上的最佳设计是BCD工艺的关键技术所在。国外半导体厂商已经有很多成熟的BCD产品面世,但国内这类产品还比较少。因此设计出功能满足要求、兼容性好、光刻版次少的BCD工艺具有重要意义。
本文完成了能广泛应用于电源管理、显示驱动、汽车电子等领域的18V BCD工艺设计。论文首先简单介绍了BCD工艺的关键技术和BCD产品国内外发展趋势；接着利用理论和专业软件ISE实现器件工艺的最优和结构的最佳设计,具体为：从普通双阱CMOS工艺出发,在保证CMOS器件性能和与低压工艺兼容的前提下引入功率器件NLDMOS(Lateral Double-diffusion NMOS,横向双扩散NMOS),分析其中漂移区、沟道区等对器件特性的影响,深入优化工艺参数和器件结构,得出了满足要求的工艺条件：然后在高低压兼容工艺和已具有良好MOS性能基础上,增加一块基区掩膜版引入纵向双极晶体管VNPN(Vertical NPN),着重优化基区浓度、结深工艺以获得高电流放大倍数和高耐压特性；最后在这些优良的器件性能基础上讨论了BCD工艺中采用的混合隔离技术和出现的可靠性问题。
设计的整个BCD流程到Al1工艺步骤时只有13块掩膜版,工艺兼容性好。基于该BCD工艺条件流水的器件性能测试结果为：低压CMOS击穿电压为10V,阈值电压是0.8V;NLDMOS关态耐压达到25V,阈值电压1.5V,特征导通电阻为20(mΩ*mm2).双极晶体管的BVCEO达到30V,共发射极直流电流放大倍数β为120以上,实现了设计的目标要求,同时混合隔离技术成本低性能好。这些结果表明本BCD工艺方案切实可行,且在市场上颇具竞争力。