BCD 工艺制程技术只适合某些对功率器件尤其是BJT 或大电流 DMOS 器件要求比较高的IC产品。BCD 工艺制程技术的工艺步骤中包含大量工艺是为了改善 BJT 和 DMOS 的大电流特性,所以它的成本相对传统的CMOS 要高很多。对于一些用途单一的LCD 和LED高压驱动芯片,它们的要求是驱动商压信号,并没有大功率的要求,所以一种基于传统 CMOS 工艺制程技术的低成本的HV-CMOS 工艺制程技术被开发出来。HV-CMOS 工艺制程技术是传统 CMOS 工艺制程技术向高压的延伸,由于 HV-CNO亚艺制程技术的成本比BCD 工艺制程技术低,所以利用HV-CMOS 工艺制程技术生产出来的产品在市场上更具的竞争力。
HV-CMOS 工艺制程技术是把 CMOS 和 DDDMOS (Double Drift Drain MOS)/ FDMOS(Field Oxide Drift MOS) 制造在同一个芯片上。DDDMOS和 FDMOS 属于高压MOS器件,高压MOS 器件与DMOS 不同,DMOS 的优点是高跨导(导通电阻低)、强负载驱动能力和高功率,而高压 MOS 器件的优点是工作电压是中高压(一般小于40V),尺寸小和集成度高。高压 MOS 器件比DMOS 的电流驱动能力要差很多,但并不影响芯片功能。高压 MOS 的器件结构决定了它的源极和漏极都能承受高压,高压 MOS 器件适合用于模拟电路和输出驱动,尤其是高压部分,但不适合做逻辑处理,CMOS 器件可以弥补它这个缺点。
图1-18所示 0.13μm HV-CMOS 的高压器件的剖面图,只画出了高压器件HVNMOS和HVPMOS的剖面图,没有把CMOS的部分画出来。PF (P-Field)是P型场区,NF(N-Field)是n型场区,HVPW是(High VoltageP-WELL是高压P型阱。HVNMOS 制造在HVPW里,源极或者漏极与器件沟道用STI隔开,NF的目的是提高源极或者漏极与衬底HVPW 的击穿电压。HVPMOS 制造在HVNW里,源极或者漏极与器件沟道也用STI隔开,PF 的目的是提高源极或者漏极与衬底 HVNW的击穿电压。HV-CMOS 工艺制程技术是以传统CMOS 工艺制程技术为基础,增加少量的高压工艺步骤而成,例如HVPW、HVNW、NF、PF 和高压栅介质层。
HV-CMOS 工艺制程技术主要应用在 AC/DC转换电路,DC/DC 转换电路,高压数模混合电路等。HV-CMOS 工艺集成电路主要应用在LCD 和 LED 屏幕驱动芯片。
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原文标题:HV-CMOS 工艺制程技术简介
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