用于PDP扫描驱动芯片的低成本VDMOS及其兼容工艺

给出了采用硅外延BCD工艺路线制造的低成本的VDMOS设计,纵向上有效利用17μm厚度的外延层,横向上得到的VDMOS元胞面积为324μm2,工艺上简化为18次光刻,兼容了标准CMOS、双极管和高压p-LDMOS等器件.VDMOS测试管的耐压超过200V,集成于64路170 PDP扫描驱动芯片功率输出部分,通过了LG-model42v6的PDP上联机验证.     

用于PDP扫描驱动的双高压p-LDMOS及其兼容工艺

报道了基于硅外延BCD工艺的高栅源、高漏源电压的功率pMOS的设计.采用1μm厚的场氧化层作为栅氧介质及RESURF原理优化的漏极漂移区,器件面积为80μm×80μm,工艺上简化为18次光刻,兼容标准CMOS、双极管和高压VDMOS.测试管耐压超过200V,集成于64路170V PDP扫描驱动芯片,通过了上机测试.     

用于PDP扫描驱动的双高压p-LDMOS及其兼容工艺

报道了基于硅外延BCD工艺的高栅源、高漏源电压的功率pMOS的设计.采用1μm厚的场氧化层作为栅氧介质及RESURF原理优化的漏极漂移区,器件面积为80μm×80μm,工艺上简化为18次光刻,兼容标准CMOS、双极管和高压VDMOS. 测试管耐压超过200V,集成于64路170V PDP扫描驱动芯片,通过了上机测试.     

高压VDMOS用外延片的外延参数设计

通过理论计算,对VDMOS器件的外延层厚度和掺杂浓度进行了优化设计,探讨用于VDMOS的外延工艺,讨论了外延层厚度和过渡区的测试方法,提出了有效外延层厚度是影响击穿电压的最关键参数,应用此参数监控外延工艺,提高了片内及批次间的击穿电压一致性.特别通过对600 V的VDMOS外延参数及其器件结果分析得出,用此参数来调整中间和边缘厚度及不同外延设备之间的参数,使同种参数下有效外延层厚度保持相当,则可以大大减少离散性和设备间变差.     

高压超结VDMOS结构设计

为改善高压功率VDMOS击穿电压和导通电阻之间的平方率关系,采用超结理论及其分析方法,结合电荷平衡理论,计算了超结VDMOS的理想结构参数,并利用仿真软件SILVACO对超结VDMOS的各个工艺参数(外延厚度,P柱掺杂剂量,阈值电压)进行了优化设计,对器件的正向导通特性和反向击穿特性进行了仿真分析。最终设计了一个击穿电压为815V,比导通电阻为23mΩ.cm2的超结VDMOS。     

特种器件厚外延前后图形转移方法研究

提出了一种特种器件厚外延前后图形的转移方法.通过设计一块带外延前图形层的对位标记和投影光刻机识别标记的掩膜版,解决了厚外延之前图形的精确套准和厚外延之后投影光刻的难题,实现了厚外延前后的套刻精度高于0.5 μm.该方法可广泛应用于带埋层的VDMOS、超结VDMOS、高压互补双极器件,以及高压BCD器件的投影光刻.     

超薄层常压外延工艺研究

为了满足一种3 mm雪崩渡越二极管的技术要求,改进了常压外延工艺,在PE-2061S硅外延设备上,实现了100 mm硅片超薄外延层的生长.外延层厚度为0.45～0.55μm,外延层与衬底之间的过渡区宽度大于0.2μm.过渡区宽度以及外延层厚度和掺杂浓度的精确控制,提高了器件的微波性能.     

超结VDMOS漂移区的几种制作工艺

超结VDMOS与常规VDMOS的主要差异在于漂移区,超结VDMOS是在常规VDMOS的n型漂移区中插入了p型区。此p型区具有较大的深度与宽度比,利用一次注入与驱入工艺无法实现,所以这种超结结构的制造工艺难度比常规VDMOS大。介绍了目前实现超结结构的多次外延与注入法、多次高能离子注入法、深沟槽填p型外延法及深沟槽侧壁倾斜注入法四种主要工艺方法,重点探讨了每种方法的优缺点、制造工艺难度和适用性。对各种方法的产业化前景进行了分析,认为深沟槽填p型外延法是最适宜产业化的工艺技术。     

高压VDMOSFET导通电阻的优化设计

以500 V VDMOS为例,首先分析了高压VDMOS导通电阻与电压的关系,重点讨论穿通型VDMOS的外延厚度与器件的耐压和导通电阻的关系。给出对高压VDMOS外延层厚度的优化方案,并基于理论分析在器件仿真设计软件平台上成功完成了耐压500 V、导通电阻0.85Ω的功率VDMOS器件的设计和仿真。     

大功率VDMOS（200V）的设计研究

介绍了大功率VDMOS（200V）的设计方法。对设计参数进行了理论分析,并使用仿真工具对设计参数进行了验证和优化。设计中主要考虑了漏源电压和导通电阻等参数指标,通过器件和工艺的仿真,确定了该器件合理的参数范围：外延厚度为20μm,外延电阻率为5Ω·cm栅氧厚度为52nm;P阱注入剂量为3×3^12cm^2,推阱时间65min。将流片结果与仿真结果进行了比较。     

PDP扫描驱动芯片中高压VDMOS器件的设计

PDP扫描驱动芯片完成高低压转换和功率输出,要求器件耐压170v.本文基于BCD工艺,提出了高压器件VDMOS的结构,采用了不附加工艺的场板和场限环两种终端结构提高器件耐压,并利用器件模拟软件MEDICI进行了仿真验证,得到了优化的器件结构参数.     

高压功率VDMOS管的设计研制

随着功率电子器件进一步向高压、高频、大电流方向发展,VDMOS晶体管的市场将会越来越广阔。通过综合各种模型,优化外延层厚度和掺杂浓度。设计了高压VDMOS器件的元胞图形以及器件尺寸,并在终端利用新的思路,从而提高了漏源击穿电压,基于理论分析在工艺上成功实现了耐压为500V,导通电流为3A的功率VDMOS器件。     

p沟VDMOS的设计及抗辐照特性研究

借助半导体仿真工具Silvaco中所提供的工艺摸拟器(Athena)和器件摸拟器(Atlas),及L-Edit版图设计工具,设计了一款击穿电压高于-90 V、阈值电压为-4 V的p沟VDMOS器件。经实际流片测试,器件的导通电阻小于200 m!,跨导为5 S,栅-源泄漏电流和零栅电压时的漏-源泄漏电流均在纳安量级水平,二极管正向压降约为-1 V。采用2-D器件仿真方法以及相关物理模型对所设计的p沟VDMOS器件的单粒子烧毁(SEB)和单粒子栅击穿(SEGR)效应进行了分析和研究,并通过对所获得的器件样片采用钴-60"射线源进行辐照实验,研究了在一定剂量率、不同总剂量水平条件下辐照对所研制的p沟VDMOS器件相关电学参数的影响情况。     

A surge-free intelligent power device specific to automotive highside switches

A novel type of intelligent power device (IPD), which is suitable for automotive monolithic high side switch with high current capability, is presented. An integration of a vertical-power DMOSFET and planar MOS IC devices is performed by the newly developed junction-isolation technique using only one epitaxial growth. The isolation voltage of 80 V has been obtained, which is large enough for automotive IPDs if they are protected against high voltage transients on the battery line. A rugged vertical DMOSFET (VDMOS) has also been developed for this IPD. It has a cellular Zener diode between its source and drain, which prevents the secondary breakdown of parasitic bipolar transistor, and the resulting avalanche capability enhancement is more than an order of magnitude. This VDMOS is used for both output power device and protection device for low-voltage MOS circuitry, which makes the IPD free from any transients in the automobile without the need for external protection     

一种具有片上译码/放大功能的微阵列电路及其与生物纳米系统的集成

提出了一种用SMIC 0.18μm CMOS混合信号工艺实现的全集成CMOS微阵列生物芯片,并成功地实现了其与一种新的生物纳米系统的集成.该电路实现了19μm×19μm电极的4×4(16单元)阵列,反相电极.电流模式放大器,译码电路,以及逻辑控制电路的单片集成,并能够提供-1.6～1.6V的组装电压,8bit的电位分辨率及39.8dB的电流增益,电源电压为1.8V,而失调和噪声电流分别为5.9nA和25.3pArms.在实验中,利用该电路实现了对30nm聚乙烯醇包裹的磁性粒子的片上选择性组装,并对实验结果进行了讨论,从而验证了该电路的正确性和该集成方法的可行性.     

低压功率VDMOS的结构设计研究

对功率集成电路中耐压为60V,电流容量为2．5A的VDMOS进行了设计和仿真。在理论计算的基础上,分析了外延参数和单胞尺寸结构的设计优化方法。通过ISETCAD器件仿真软件,得出相关数据和终端结构,进而借助L-edit完成最终版图结构。     

基于薄外延技术的高压BCD兼容工艺

针对高压应用领域,开发了一种基于薄外延技术的高压BCD兼容工艺,实现了900V高压双RESURF LDMOS与低压CMOS,BJT器件的单片集成.与传统厚外延技术相比,工艺中n型外延层的厚度减小为9μm,因此形成pn结对通隔离的扩散处理时间被极大减小,结隔离有更小的横向扩散,节约了芯片面积,并改善了工艺的兼容性.应用此单层多晶、单层金属高压BCD兼容工艺,成功研制出一种基于耦合式电平位移结构的高压半桥栅极驱动电路,电路高端浮动偏置电压为880V.     

Monolithically integrated long wavelength photoreceiver OEIC based on InP/InGaAs HBT technology

The epitaxial structure and growth, circuit design, fabrication process and characterization are described for the photoreceiver opto-electronic integrated circuit (OEIC) based on the InP/lnGaAs HBT/PIN photodetector integration scheme. A 1.55 μm wavelength monolithically integrated photoreceiver OEIC is demonstrated with self-aligned InP/lnGaAs heterojunction bipolar transistor (HBT) process. The InP/lnGaAs HBT with a 2 μm × 8 μm emitter showed a DC gain of 40, a DC gain cutoff frequency of 45 GHz and a maximum frequency of oscillation of 54 GHz. The integrated InGaAs photodetector exhibited a responsivity of 0.45 AAV at λ = 1.55 μm, a dark current less than 10 nA at a bias of -5 V and a -3 dB bandwidth of 10.6 GHz. Clear and opening eye diagrams were obtained for an NRZ 223-l pseudorandom code at both 2.5 and 3.0 Gbit/s. The sensitivity for a bit error ratio of 10-9 at 2.5 Gbit/s is less than -15.2 dBm.