0.6um BCD工艺中LDMOS器件的优化

论文摘要

近几年我国CMOS集成电路(IC)因国内巨大的市场需求和政府的有力扶持得到了高速的发展,大大地缩短了与国外同行的差距,然而标准的CMOS工艺只适用于低压、低功耗和大规模集成的电路,在需要更高耐压和功率的应用领域,BiCMOS和BCD工艺则更为合适。BiCMOS是Bipolar和CMOS工艺的集合体,BCD工艺则是在BiCMOS基础上又增加了DMOS器件,它们既能利用CMOS工艺的优点,也能发挥Bipolar和DMOS器件的长处,只是工艺相对比较复杂,相对于国外已经发展了7、8代的BCD工艺来说,国内目前尚处于起步阶段,有着比较大的差距。LDMOS即通过双扩散形成横向沟道结构的高压功率MOS,因其工作频率高,输入阻抗高、电流增益大,跨导线性高,负的电流温度系数,以及因源、漏、栅三个电极均位于芯片表面,易于在平面工艺中通过内部连线与低压器件集成等优点,在高压集成电路(HVIC)和功率集成电路(PIC)被作为功率器件广泛使用。在工艺上通常会采用场板和resurf技术来提高LDMOS器件的性能,但是作为功率器件,其耐压和导通电阻在工艺上始终是一对矛盾,另外和所有的MOS器件一样,它也同样面临着尺寸缩小带来的器件参数退化问题。本文作者通过对公司0.6um BCD产品的测试并借助工艺与器件模拟软件,对该工艺中低压、中压、高压等不同耐压要求的LDMOS管,在N阱(包括N淡阱)、Pbody、Vt调节注入等工艺参数,在高边(high side)、低边(low side)等不同应用条件下器件的不同结构类型的选择、以及横向结构参数的进一步优化,在器件源端版图的画法等方面都做了一些尝试、得出了一些结论,并且提出了自己的一些建议,希望对读者能有所帮助。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 第一章 集成电路工艺介绍
• 1.1 集成电路各模块工艺
• 1.2 集成电路工艺流程
• 1.3 金属氧化物半导体（MOS）晶体管与双极型晶体管的比较
• 1.4 BIPOLAR-CMOS-DMOS工艺（BCD工艺）的形成
• 1.5 0.6UM BCD工艺的简单流程
• 1.6 0.6UM BCD工艺典型器件剖面图
• 1.7 本章小结
• 第二章 工艺和器件模拟软件
• 2.1 软件简介
• 2.2 用户界面GENESIS
• 2.3 流程建立模块LIGAMENT
• 2.4 工艺模拟模块DIOS
• 2.5 网格定义模块MDRAW
• 2.6 器件模拟模块DESSIS
• 2.7 器件参数提取模块INSPECT
• 2.8 图形显示模块TECPLOT
• 2.9 模拟流程
• 2.10 本章小结
• 第三章 横向双扩散MOS（LDMOS）及减小表面电场（RESURF）技术
• 3.1 LDMOS的版图及剖面结构
• 3.2 LDMOS的简单工作模型
• 3.3 减小表面电场（RESURF）技术
• 3.4 本章小结
• 第四章 0.6UM BCD工艺中几种LDMOS管的优化
• 4.1 LDMOS管工艺参数的优化
• 4.2 比电阻RSP与各工艺参数的关系
• 4.3 LDMOS横向结构的选择
• 4.4 LDMOS管横向尺寸的优化
• 4.5 埋层BN对器件参数的影响
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢