高压BiCMOS工艺及其在驱动芯片设计上的应用.pdfVIP

高压BiCMOS工艺及其在驱动芯片设计上的应用 王炜，陆晓敏 (上海岭芯微电子有限公司) 摘要：随着高压BiCMOS技术越来越多地被应用于驱动等集成电路芯片设计中，所存在的问题也越来越突 出。如何使一个具有竞争力的高压BiCMOS工艺能被越来越灵活方便地在设计中得到使用将成为～个新的 课题，这实际需要设计方和晶圆厂各方密切合作、共同努力一起来探讨和解决这些问题，本文通过几款设 计实例介绍了相关问题及解决方案。 关键词：DMOS，Rdson，驱动能力 ProcessInDriverIC Of BiCMOS Design ApplicationHighVoltage indriver Abstract：As BiCMOShasbeenmore selected IC highvoltage process frequently design，problems become of andconveniencethe increasinglyoutstanding．Therequirementprocessflexibility duringdesign a solvethese ofRDisneededbetweenwaferFAB coursebecomesnew subject．To problems，CO—operation and house，Inthis casesinreal hasbeen forsolvents． design paper,severaldesign presented ability． Keywords：DMOS，Rdson，driving 电力电子器件及技术的出现为人类合理用能节能提供了新思路。而节能和节约原材料等资源的要求是 推动功率电子技术进步的内在动力。电力电子技术不仅能节约能源，同时还为传统工业的改造提供了机电 一体化的方向。它通过对电网功率、电流、电压、频率及相位等参数的控制和处理，成为为现代社会提供 节约电能、降低消耗、提高效率的重要手段。在这一技术需求的助推下，近年来高压BiCMOS工艺在国 内IC制造领域内得到了迅猛的发展。 成的高压BiCMOS工艺平台可以为各种驱动设计提供一个非常便利的工艺平台。但近年来，随着这项技 术被更多地应用于设计中，所存在的问题也越来越突出，设计中所反馈出的需求也越来越显现。 Diffused 首先，功率器件在设计中遇到的困惑越来越明显。通常人们采用DMOS(DoubleMOSFET)来 承受高耐压，业界通常在保证特定耐压的前提下通过比较lmm2面积内DMOS器件的导通电阻Ron的大 小来衡量该工艺水平的高低(见图一)，其原因在于对晶圆制造而言，如何减小Ron与提升或者保证DMOS 管的BVds通常是一对矛盾(见图--)，如何解决这对矛盾反映出工艺水平的高低。为解决这一难题，各种 Surface 技术应运而生，比如各种方式的RESURF(Reduced Field)【l】技术及更为先进的SuperJunction[2】 技术等。在此，我们想要指出的是，从设计角度出发，一味地通过增大面积来达到减小Ron值的做法并不 可取，因为虽然增大面积可以减小导通电阻，但付出的代价是增加了版图面积。通常的做法是，设计会向 晶圆厂家提出Ron最优化的要求，希望晶圆厂家能够调试出有竞争力的Ron值。但在实际设计中，并非所 有情况下都只最求DMOS器件的Ron值最小，对设计而言