基于0.18umbcd的25vldmos的設(shè)計(jì)

1、DESIGNOF25V|LDMOSBASEDONBCDPROCESSAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYMeiHuabinSupervisedbyAssociateProfSunWei—fengandSeniorEngineerL。ZUenlor1UhUa乞一nSchoolofIntegratedCircuitsS

2、outheastUniversityOctober2011摘姜摘要最近這幾年，電子產(chǎn)品的發(fā)展日新月異，各種消費(fèi)產(chǎn)品層出不窮，促使功率元件的需求在大幅度增加。018umBCD(BipolarCMOSDMOS)I藝主要是為了數(shù)字電源、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、音頻功放、LED驅(qū)動(dòng)、電池保護(hù)和高端電源管理等新興應(yīng)用而開發(fā)的，具有高集成度、低功耗、低開啟電阻、多樣工藝選項(xiàng)和可編程等優(yōu)點(diǎn)，極大地方便客戶選擇，為客戶提供更多的價(jià)值。為了把功率元件與現(xiàn)在的平面工藝整

3、合到一起，需要把傳統(tǒng)的垂直式元件結(jié)構(gòu)改變成橫向式元件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在這之中最重要的元件是橫向式雙擴(kuò)散金屬氧化物場效應(yīng)晶體管(LateralDoubleDiffusedMOSFET，LDMOS)。因此設(shè)計(jì)出性能優(yōu)越的高壓LDMOS器件對整個(gè)BCD工藝的開發(fā)就顯得至關(guān)重要。國內(nèi)目前成熟的高壓018umBCD工藝很少，很大程度上還依賴國外的技術(shù)，所以自主研發(fā)高壓LDMOS有著重要的實(shí)際意義。本文基于華潤上華科技有限公司的018um25VBCD的

4、工藝項(xiàng)目，介紹了BCD的發(fā)展歷程，對傳統(tǒng)型LDMOS和運(yùn)用降低表面電場(ReducedSurfaceField，RESURF)技術(shù)的LDMOS的特性進(jìn)行了理論分析。論文運(yùn)用場板結(jié)構(gòu)來降低表面電場，并分析研究了HSNLDMOS、LSNLDMOS以及PLDMOS三種高壓器件結(jié)構(gòu)。通過優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)，折中關(guān)態(tài)擊穿電壓和導(dǎo)通電阻、關(guān)態(tài)和開態(tài)特性；并將LDMOS的擊穿位置限定在特定位置，提高器件的可靠性。為了保證器件工作在一個(gè)安全的區(qū)域，改進(jìn)了外延

5、層的厚度，調(diào)整了阱注入的先后順序和刻蝕菜單，運(yùn)用工藝仿真軟件Sentaurus進(jìn)行了模擬，并進(jìn)行了流片實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過工藝線上多次流片實(shí)驗(yàn)，最終成功做出滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)的LDMOS器件，HSLDMOS閾值電壓為0828V，擊穿電壓為511V，特征導(dǎo)通電阻為27888mohmmm2；LSLDMOS閾值電壓為O828V，擊穿電壓為511v，特征導(dǎo)通電阻為28392mohmmm2；PLDMOS閾值電壓為0882V，擊穿電壓為446V，特征導(dǎo)通電阻為76