【摘 要】
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在标准CMOS工艺中集成高压CMOS器件是低成本制作高压集成电路的一种方法,但该方法中存在一个高压器件栅氧厚度选择的问题.厚栅氧高压器件能承受高的漏源耐压和栅源耐压,而薄
【出 处】
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中国科学院微电子中心 中国科学院微电子研究所
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在标准CMOS工艺中集成高压CMOS器件是低成本制作高压集成电路的一种方法,但该方法中存在一个高压器件栅氧厚度选择的问题.厚栅氧高压器件能承受高的漏源耐压和栅源耐压,而薄栅氧高压器件由于栅氧厚度与低压器件相同,因此无法承受高的栅源耐压.该文对兼容0.5μm标准CMOS工艺的高压CMOS器件进行了研究,主要内容如下:1.使用TCAD模拟软件对首钢日电电子有限公司(SGNEC)的0.5μm标准CMOS工艺(CZ5L)的工艺过程和器件特性进行了模拟.通过比较模拟结果和实测结果,确定了相关的工艺模型和器件物理模型,修正了工艺模拟中的一些关键工艺参数,从而完成了对TCAD模拟软件的初步校准,为高压器件工艺和器件特性的模拟奠定了基础.2.采用智能电压扩展技术(SVX)设计了与SGNEC的CZ5L高压工艺(包含高压PMOS)完全兼容的薄栅氧高压NMOS器件.模拟校准该工艺中的高压N阱分布后,完成了整个工艺过程和高压器件特性的模拟,确定了工艺流程和离子注入水准表,并成功进行了流片试验.其中,薄栅氧高压NMOS器件的漏源耐压达到106伏,高压PMOS器件的漏源耐压达到-67伏.3.在薄栅氧高压NMOS器件开发的基础上,设计并模拟了与SGNEC的CZ5L工艺完全兼容的厚栅氧高压CMOS器件,确定了具体的工艺流程和离子注入水准表,并完成了相关测试图形的设计.为完成厚栅氧工艺,需要在CZ5L高压工艺的基础上添加两块掩膜版、两次离子注入和一次氧化与刻蚀工艺.器件特性模拟证明,当器件的漏源电压和栅源电压大小分别为40伏时,HVNMOS和HVPMOS的饱和电流大小分别约为2.8e-4A/μm和1.3e-4A/μm.
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