BCD工藝的關鍵技術研究.pdf

1、BCD(Bioolar-CMOS-DMOS)工藝技術能在同一塊芯片上制作多種類型器件,使電路設計變得非常靈活,因此有著廣闊的應用前景,并很快成為VLSI(Very Large Scale Integration)設計的主流技術。集成的BCD工藝中所包含的器件應具有各自分立時的良好性能,各種器件的工藝和隔離技術應相互兼容,同時使用少的光刻版,可見如何獲得工藝上的最優(yōu)與結(jié)構上的最佳設計是BCD工藝的關鍵技術所在。國外半導體廠商已經(jīng)有很多成熟

2、的BCD產(chǎn)品面世,但國內(nèi)這類產(chǎn)品還比較少。因此設計出功能滿足要求、兼容性好、光刻版次少的BCD工藝具有重要意義。 本文完成了能廣泛應用于電源管理、顯示驅(qū)動、汽車電子等領域的18V BCD工藝設計。論文首先簡單介紹了BCD工藝的關鍵技術和BCD產(chǎn)品國內(nèi)外發(fā)展趨勢；接著利用理論和專業(yè)軟件ISE實現(xiàn)器件工藝的最優(yōu)和結(jié)構的最佳設計,具體為：從普通雙阱CMOS工藝出發(fā),在保證CMOS器件性能和與低壓工藝兼容的前提下引入功率器件NLDMOS

3、(Lateral Double-diffusion NMOS,橫向雙擴散NMOS),分析其中漂移區(qū)、溝道區(qū)等對器件特性的影響,深入優(yōu)化工藝參數(shù)和器件結(jié)構,得出了滿足要求的工藝條件：然后在高低壓兼容工藝和已具有良好MOS性能基礎上,增加一塊基區(qū)掩膜版引入縱向雙極晶體管VNPN(Vertical NPN),著重優(yōu)化基區(qū)濃度、結(jié)深工藝以獲得高電流放大倍數(shù)和高耐壓特性；最后在這些優(yōu)良的器件性能基礎上討論了BCD工藝中采用的混合隔離技術和出現(xiàn)的可

4、靠性問題。 設計的整個BCD流程到Al1工藝步驟時只有13塊掩膜版,工藝兼容性好?；谠揃CD工藝條件流水的器件性能測試結(jié)果為：低壓CMOS擊穿電壓為10V,閾值電壓是0.8V;NLDMOS關態(tài)耐壓達到25V,閾值電壓1.5V,特征導通電阻為20(mΩ*mm2).雙極晶體管的BVCEO達到30V,共發(fā)射極直流電流放大倍數(shù)β為120以上,實現(xiàn)了設計的目標要求,同時混合隔離技術成本低性能好。這些結(jié)果表明本BCD工藝方案切實可行,且在