BCD工艺概述

BCD 工艺概述-Overview of BCD Process BCD 工艺概述 Overview of BCD Process 作者: 陈志勇1，黄其煜2 ，龚大卫2 (1.上海交通大学 微电子学院，上海 200030；2.上海先进半导体制造股份有限公司，上海 200233) 1 引言 BCD 是一种单片集成工艺技术。1986 年由意法半导体（ST）公司率先研制成功，这种技术能够在同一芯片上制作双极管bipolar，CMOS 和DMOS 器件，称为BCD 工艺。 了解BCD 工艺的特点，需要先了解双极管 bipolar，CMOS 和DMOS 器件这三种器件的特点，详见表1。 表1 双极管Bipolar,CMOS 和DMOS 器件的特点 器件类别 器件特点 应用 双极器件 两种载流子都参见导电,驱动能力强,工作频率高,集成度低 模拟电路对性能要求较高部分(高速、强驱动、高精度) CMOS 器件 集成度高,功耗低 适合做逻辑处理,一些输入,也可以做输出驱动 DMOS 器件 高压大电流驱动(器件结构决定漏端能承受高压,高集成度可在小面积内做超大W/L) 模拟电路和驱动,尤其是高压功率部分,不适合做逻辑处理.) BCD 工艺把双极器件和CMOS 器件同时制作在同一芯片上。它综合了双极器件高跨导、强负载驱动能力和CMOS 集成度高、低功耗的优点，使其互相取长补短，发挥 各 自 的优点。更 为重 要的是，它集成了DMOS功率器件，DMOS 可以在开 关 模式 下 工作，功耗极低。不需要昂 贵 的封 装 和冷 却 系 统 就 可以将 大功率传 递给 负载。低功耗是BCD 工艺的一个 主 要优点之 一。整 合过 的BCD 工艺制程 ，可大幅 降 低功率耗损 ，提 高系统 性能，节 省 电路的封 装 费 用，并 具 有更 好 的可靠 性。 2 BCD 工艺关 键 技术简 介 2.1 BCD 工艺的基 本 要求 首 先，BCD 工艺必 须 把双极器件、CMOS 器件和DMOS 器件同时制作在同一芯片上，而 且 这三种器件在集成后 应基 本 上能具 有各 自 分立 时所 具 有的良 好 性能；其次 ，BCD 工艺制造出来 的芯片应具 有更 好 的综合性能；此 外 ，相对于 其中 最 复 杂 的工艺（如 双阱 、多 层 布 线 、多 层 多 晶 硅 的CMOS 工艺）不应增 加 太 多 的工艺步骤。 2.2 BCD 工艺兼容性考虑[1] BCD 工艺典型器件包括低压CMOS 管、高压 MOS 管、各种击穿电压的 LDMOS、垂直 NPN 管、垂直 PNP 管、横向 PNP 管、肖特基二极管、阱电阻、多晶电阻、金属电阻等；有...