《集成电路制造工艺与工程应用》第二讲.pptxVIP

第二讲：特殊工艺技术;内容;BiCMOS工艺技术

BCD工艺技术

HV-CMOS工艺技术

;遇到的问题一;BiCMOS（双极-互补金属氧化物半导体）工艺技术的特点：

将双极型器件和CMOS器件同时制造在同一芯片上；

综合双极型器件的高速、高跨导、强驱动能力和CMOS器件的低功耗、高集成度的优点。

BiCMOS工艺集成电路的基本设计思想：

芯片内部核心逻辑部分采用CMOS器件为主要单元门电路；

而输出缓冲电路和驱动部分电路要求驱动大电容负载，所以输出缓冲电路和驱动部分电路使用双极型器件。

BiCMOS工艺集成电路主要用于RF电路、LED控制驱动和IGBT控制驱动等芯片。;BiCMOS逻辑门电路：与CMOS逻辑门电路类似，它的输出端两个器件轮番导通，静态功耗几乎接近于零，而且在同样的设计尺寸下，速度会更加快。

BiCMOS逻辑门电路为电容性负载充放电:

当输入信号为高电压时，MnMn1导通，而Mn2（地VSS通过Mp提供激励）Mp截止，T2管导通，T2管给已充电的电容负载能迅速放电。

当输入信号为低电压时，MpMn2导通（电源VDD通过Mp提供激励），而MnMn1截止，T1管导通，T1管能提供足够大的电流为电容性负载充电。

BiCMOS逻辑门电路改善开关速度:

电路中T1和T2的基区存储电荷亦可通过Mn1和Mn2释放，以加快电路的开关速度。

当输入信号为高电压时，Mn1导通，T1基区的存储电荷通过Mn1迅速消散。

当输入信号为低电压时，Mn2导通（电源VDD通过Mp提供激励），T2基区的存储电荷通过Mn2迅速消散。;;遇到的问题二;1986年，意法半导体(ST)公司率先研制成功BCD工艺技术。

BCD（BipolarCMOSDMOS）工艺技术的特点：

把BJT，CMOS和DMOS器件同时制作在同一芯片上；

BCD工艺技术除了综合了双极器件的高跨导和强负载驱动能力，以及CMOS的高集成度和低功耗的优点，更为重要的是它还综合了高压DMOS器件的高压大电流驱动能力的特性，使DMOS可以在开关模式下工作，功耗极低。

DMOS器件主要有两种类型：

一种是垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管VDMOS(VerticalDoubleDiffusedMOSFET)；

一种是横向双扩散金属氧化物半导体场效应管LDMOS(LateralDoubleDiffusedMOSFET)。

BCD工艺集成电路主要用于电源管理芯片、电子照??驱动芯片、智能功率管理芯片等。;DMOS器件是功率输出级电路的核心，它往往占据整个芯片面积的一半以上，它是整个BCD工艺集成电路的关键。它的性能直接决定了芯片的驱动能力和芯片面积。

DMOS器件的最重要参数导通电阻Rdson。Rdson是指在DMOS器件导通工作时，从漏到源的等效电阻。对于DMOS器件应尽可能减小导通电阻（工艺追求的目标），对于特定的电压，小的导通电阻意味着有较大的输出电流，从而可以具有更强的驱动能力。

BCD工艺技术朝着三个方向分化发展：高压、高功率和高密度。

高压BCD工艺技术：电压范围是500～700V，主要应用是电子照明和工业控制芯片；

高功率BCD工艺技术：电压范围是40～90V，主要应用是汽车电子和手机RF功率放大器输出级；

高密度BCD工艺技术：电压范围是5～50V，芯片集成的功能越来越复杂，比如将信号处理器和功率激励部分同时集成在同一块芯片上。;意法半导体FDA801B-VYY版图;电机驱动芯片的版图;遇到的问题三;HV-CMOS工艺技术的特点：

把CMOS和DDDMOS（DoubleDiffusedDrainMOS）/FDMOS(FieldOxideDriftMOS)制造在同一个芯片上；

是传统CMOS工艺技术向高压的延伸，支持高压信号输出；

成本比BCD工艺低。

HV-CMOS工艺集成电路的基本设计思想：

芯片内部核心逻辑部分采用CMOS器件为主要单元门电路；

而输出缓冲电路和驱动部分电路要求驱动高压信号，所以输出缓冲电路和驱动部分电路使用高压器件。

HV-CMOS工艺集成电路主要应用在LCD、LED屏幕和电子纸驱动芯片。;;工艺特点;谢谢