基于0.18umbcd的25vldmos的設計

1、DESIGNOF25V|LDMOSBASEDONBCDPROCESSAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYMeiHuabinSupervisedbyAssociateProfSunWei—fengandSeniorEngineerL。ZUenlor1UhUa乞一nSchoolofIntegratedCircuitsS

2、outheastUniversityOctober2011摘姜摘要最近這幾年，電子產品的發(fā)展日新月異，各種消費產品層出不窮，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、電機驅動、音頻功放、LED驅動、電池保護和高端電源管理等新興應用而開發(fā)的，具有高集成度、低功耗、低開啟電阻、多樣工藝選項和可編程等優(yōu)點，極大地方便客戶選擇，為客戶提供更多的價值。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)的垂直式元件結構改變成橫向式元件結構的設計。在這之中最重要的元件是橫向式雙擴散金屬氧化物場效應晶體管(LateralDoubleDiffusedMOSFET，LDMOS)。因此設計出性能優(yōu)越的高壓LDMOS器件對整個BCD工藝的開發(fā)就顯得至關重要。國內目前成熟的高壓018umBCD工藝很少，很大程度上還依賴國外的技術，所以自主研發(fā)高壓LDMOS有著重要的實際意義。本文基于華潤上華科技有限公司的018um25VBCD的

4、工藝項目，介紹了BCD的發(fā)展歷程，對傳統(tǒng)型LDMOS和運用降低表面電場(ReducedSurfaceField，RESURF)技術的LDMOS的特性進行了理論分析。論文運用場板結構來降低表面電場，并分析研究了HSNLDMOS、LSNLDMOS以及PLDMOS三種高壓器件結構。通過優(yōu)化器件結構，折中關態(tài)擊穿電壓和導通電阻、關態(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安全的區(qū)域，改進了外延

5、層的厚度，調整了阱注入的先后順序和刻蝕菜單，運用工藝仿真軟件Sentaurus進行了模擬，并進行了流片實驗。經過工藝線上多次流片實驗，最終成功做出滿足設計指標的LDMOS器件，HSLDMOS閾值電壓為0828V，擊穿電壓為511V，特征導通電阻為27888mohmmm2；LSLDMOS閾值電壓為O828V，擊穿電壓為511v，特征導通電阻為28392mohmmm2；PLDMOS閾值電壓為0882V，擊穿電壓為446V，特征導通電阻為76