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纵向BCD工艺的设计与功率集成技术研究
1
作者 李小红 杨世红 +5 位作者 余远强 成荣花 胡继超 苗东铭 徐永年 温灵生 《装备制造技术》 2023年第2期77-80,130,共5页
随着功率集成电路对高集成度、低功耗等要求不断提高,越来越多的功率模块被集成到一块半导体芯片上,由此BCD工艺应运而生。BCD工艺是一种采用单片集成技术,将双极晶体管Bipolar、互补金属氧化物半导体CMOS逻辑电路以及大功率的双扩散金... 随着功率集成电路对高集成度、低功耗等要求不断提高,越来越多的功率模块被集成到一块半导体芯片上,由此BCD工艺应运而生。BCD工艺是一种采用单片集成技术,将双极晶体管Bipolar、互补金属氧化物半导体CMOS逻辑电路以及大功率的双扩散金属氧化物半导体DMOS器件集成在一块芯片上,提高了功率系统的性能。但是由于现有BCD工艺中所集成的功率器件的电极都是从芯片表面引出,导致芯片面积增加、引入更多的寄生效应,并使得高压互连和热设计等问题表现得较为突出。为了解决现有BCD工艺存在的问题,并结合功率集成器件研发需求,通过对纵向功率MOS器件工艺和集成电路工艺的分析与整合,提出了一种纵向BCD工艺,能够同时实现电路和各种纵向结构功率MOS并兼容横向LDMOS器件的一体化集成,既可以从芯片背面引出纵向结构功率MOS漏极,又可以保证集成后的电路和功率器件的良好电气特性。基于该工艺通过仿真优化设计的集成化功率器件导通电阻≤1.5 mΩ·mm2,击穿电压为90 V,兼容的LDMOS器件工作电压也同步达到90 V,最大工作电流为2 A。 展开更多
关键词 VDMOS LDMOS 纵向BCD 功率集成 结隔离
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国际功率半导体器件与功率集成电路会议(ISPSD)介绍 被引量：2
2
作者 亢宝位 《电力电子》 2004年第4期3-3,20,共2页
众所周知,电力电子器件是电力电子装置和系统的基础。一代新器件造就一代新系统。IGBT登上历史舞台并日趋成熟,迅速地替代了GTR(电力晶体管),不仅使电力电子装置的性质、体积、重量都得到极大的改善,而且因清除了二次击穿等问题,使得通... 众所周知,电力电子器件是电力电子装置和系统的基础。一代新器件造就一代新系统。IGBT登上历史舞台并日趋成熟,迅速地替代了GTR(电力晶体管),不仅使电力电子装置的性质、体积、重量都得到极大的改善,而且因清除了二次击穿等问题,使得通信电源、交流电机变频调速等装置的可靠性大幅度提高。上世纪80年代以来,在将传统的功率器件技术和集成电路技术相结合,双极技术和MOS技术相结合的基础上,国外相继研发了多种新型功率器件,有的已商品化。诸如功率MOSFET,IGBT,CoolMOSFET及IGCT等,国内已广泛应用或正在批量试用。然而,国内应用这些新型功率器件的装置和系统,其性能的优化程度,特别是可靠性,或器件的损坏率均比国外先进工业国有很大差距。较深入地理解各种器件的运行机理和主要电参数的物理意义,对提高应用新型功率器件的设计水平和减少器件损坏率是非常重要的。另一方面,为使电力电子装置更加紧凑小型化,特别是减少引线长度,削弱寄生参数的影响,当前"SOC"和"AIO"是一个重要的发展趋势。"SOC"是把系统安在一个芯片上的产品;"AIO"是将所有元器件都安在一个模块里的产品。这都是功率集成的发展与深化的具体所在。但是,由于种种原因,我国在新型电力半导体器件和功率集成产品方面停滞了,大大落后于当今的国际水平。为此,我们将邀请相关专家或其指导的研究生就国际上该领域的最新进展,撰写某些专题的综述报告,陆续在本刊发表,以供本刊读者、国内的学者和业者了解并掌握这些信息时参考。有基于此,本刊编辑部根据2003年第15届国际半导体功率器件和功率集成电路会议(ISPSD’03)文集的论题,有选择地拟定了以下专题:①功率MOSFET;②超结MOSFET(CookMOSFET);③IGBT;④碳化硅功率器件;⑤功率集成电路。值得指出的是,上述超结MOSFET的研究开发,有我国专家的贡献。碳化硅功率器件比硅功率器件的性能优越,我国老一辈的专家早在上世纪60年代初就已预见,并安排过研制课题和编辑、出版过相应的论文集。(刘鹿生) 展开更多
关键词 功率半导体器件 功率集成电路 可靠性 “国际功率半导体器件与功率集成电路会议”
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功率集成电路中一种抗闩锁方法研究 被引量：3
3
作者 宋慧滨 唐晨 +1 位作者 易扬波 孙伟锋 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期429-431,440,共4页
在分析功率集成电路中闩锁效应的基础上,采取一种抗闩锁方法,即在高低压之间做一道接地的少子保护环。通过对环的电位、位置和宽度的研究,利用软件工具Tsuprem4和Medici进行模拟比较,并应用于实际版图中进行流片。这种保护结构可以将闩... 在分析功率集成电路中闩锁效应的基础上,采取一种抗闩锁方法,即在高低压之间做一道接地的少子保护环。通过对环的电位、位置和宽度的研究,利用软件工具Tsuprem4和Medici进行模拟比较,并应用于实际版图中进行流片。这种保护结构可以将闩锁的触发电压提高一个数量级,在实际的闩锁静态测试中得到验证。 展开更多
关键词 功率集成电路 寄生双极型晶体管 少子保护环 闩锁
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新型电力电子器件与功率集成电路最新进展 被引量：6
4
作者 高勇 陈治明 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 1997年第3期12-15,共4页
综述了新型电力电子器件与功率集成电路的最新进展，指出ＳｉＣ和金刚石是优于Ｓｉ和ＧａＡｓ的制造电力电子器件的理想材料。
关键词 电力电子器件 功率MOSFET 功率集成电路
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垂直双扩散结构MOS功率集成电路的设计 被引量：1
5
作者 刘三清 曹广军 应建华 《华中理工大学学报》 CSCD 北大核心 1995年第9期15-19,共5页
提出了一种新型功率集成电路结构的设计方法。通过恰当的版图设计和利用垂直双扩散技术，可以在同一芯片上实现具有效强功率驱动能力的功能电路。这种结构的加工过程同ＶＤＭＯＳ完全兼容，关键技术是采用对接双重扩散形成ＮＭＯＳ结构... 提出了一种新型功率集成电路结构的设计方法。通过恰当的版图设计和利用垂直双扩散技术，可以在同一芯片上实现具有效强功率驱动能力的功能电路。这种结构的加工过程同ＶＤＭＯＳ完全兼容，关键技术是采用对接双重扩散形成ＮＭＯＳ结构，为实现芯片中ＮＭＯＳ结构与功率器件结构击穿性能的一致性，图形设计时，应将ＮＭＯＳ单元放置在ＶＤＭＯＳ器件的中心附近以取代部分ＶＤＭＯＳ元胞。通过电路与功率器件的内部连接而形成功率集成电路。 展开更多
关键词 VDMOS 功率集成电路 垂直双扩散 双极型
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VDMOS-NMOS兼容功率集成电路结构 被引量：1
6
作者 刘三清 曹广军 +1 位作者 应建华 徐彦忠 《华中理工大学学报》 CSCD 北大核心 1997年第5期85-87,共3页
提出一种完全新型的ＶＤＭＯＳ－ＮＭＯＳ全兼容功率集成结构的设计方法．该结构采用与ＶＤＭＯＳ工艺兼容的对接（ＢｕｔＪｏｉｎｔ）沟道结构形成ＮＭＯＳ器件，利用ＶＤＭＯＳ工艺中ｐ＋区反刻过程形成ＮＭＯＳ器件的有源区，利用Ｖ... 提出一种完全新型的ＶＤＭＯＳ－ＮＭＯＳ全兼容功率集成结构的设计方法．该结构采用与ＶＤＭＯＳ工艺兼容的对接（ＢｕｔＪｏｉｎｔ）沟道结构形成ＮＭＯＳ器件，利用ＶＤＭＯＳ工艺中ｐ＋区反刻过程形成ＮＭＯＳ器件的有源区，利用ＶＤＭＯＳ工艺中刻双扩散窗口过程形成ＮＭＯＳ器件的栅区及多晶硅互连线． 展开更多
关键词 功率集成电路 对接沟道 VDMOS结构 NMOS结构
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灵巧功率集成电路中功率MOSFET电流感知方法的研究 被引量：2
7
作者 郭丽娜 陈星弼 《现代电子技术》 2006年第2期108-109,112,共3页
功率器件的过流保护是提高灵巧功率集成电路可靠性的关键,采用不同的电流检测方法会有不同的误差。通过对功率MOSFET的电流检测技术的研究,对比分析了几种常用的电流感知方法,重点阐述了应用在灵巧功率集成电路中感知高压功率器件电流的... 功率器件的过流保护是提高灵巧功率集成电路可靠性的关键,采用不同的电流检测方法会有不同的误差。通过对功率MOSFET的电流检测技术的研究,对比分析了几种常用的电流感知方法,重点阐述了应用在灵巧功率集成电路中感知高压功率器件电流的SenseFET结构的工作原理,并分析了影响电流检测准确度的误差源。可以为设计高性能的电流检测过程提供参考。 展开更多
关键词 电流检测 灵巧功率集成电路 功率MOSFET SenseFET 电流比例因子
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大功率集成器件的新发展—IGCT 被引量：2
8
作者 田敬民 李守智 《国外电子元器件》 2001年第3期10-13,共4页
集成门极换向晶闸管(IGCT)是一种新开发的用于功率变换的新型大功率开关器件 ,由于采用了缓冲结构以及浅层发射极技术 ,因而使动态损耗降低了约50 % ,另外 ,此类器件还在一个芯片上集成了具有良好动态特性的续流二极管 ,从而以其独特的... 集成门极换向晶闸管(IGCT)是一种新开发的用于功率变换的新型大功率开关器件 ,由于采用了缓冲结构以及浅层发射极技术 ,因而使动态损耗降低了约50 % ,另外 ,此类器件还在一个芯片上集成了具有良好动态特性的续流二极管 ,从而以其独特的方式实现了晶闸管的低通态压降、高阻断电压和晶体管稳定的开关特性有机结合。文中介绍了瑞士ABB公司的5SHY35L4502型IGCT器件的主要特性和一些典型值。 展开更多
关键词 IGCT 门极驱动 晶闸管 大功率集成器件
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双极功率集成器件的优化
9
作者 吴郁 王浩 +1 位作者 程序 亢宝位 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1168-1174,共7页
以400 V双极功率集成器件(由BJT与p-i-n二极管以反并联方式集成在同一个芯片上构成)为例,通过仿真和实测分析,建立起基本概念和物理图像,阐明了集成功率器件中横向寄生晶体管所带来的影响,以及主晶体管与内二极管的不同间距又如何影响... 以400 V双极功率集成器件(由BJT与p-i-n二极管以反并联方式集成在同一个芯片上构成)为例,通过仿真和实测分析,建立起基本概念和物理图像,阐明了集成功率器件中横向寄生晶体管所带来的影响,以及主晶体管与内二极管的不同间距又如何影响寄生晶体管所起作用等问题.最后给出了主晶体管与内二极管间距的优化设计值.这些为理解问题进而设计出主晶体管与内二极管之间新的隔离措施奠定了理论基础. 展开更多
关键词 双极功率集成器件 主晶体管 内二极管 漏电流 反向恢复时间
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TOPSwitch芯片用于功率集成开关电源 被引量：2
10
作者 侯晓霞 高宁 《电气时代》 2004年第3期128-130,共3页
TOPSwitch-Ⅱ器件是一种将PWM和MOSFET二合为一的新型集成芯片。采用它制作三端单片开关电源,不仅简化了电路,同时可以改善电源的电磁兼容性能,能降低制作成本,它与普通线性稳压电源相比的优点在于它体积小、重量轻,并且密度高、价格低。
关键词 直流稳压电源 线性电源 功率集成 开关电源 TOPSwitch芯片 电磁兼容性
原文传递
一种SOI CMOS/LDMOS单片智能功率集成电路
11
作者 谭开洲 石红 +4 位作者 杨国渝 胡刚毅 蒲大勇 冯健 毛儒炎 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期164-167,共4页
　介绍了一种单片智能功率硅集成电路的设计和制造工艺,该电路包括工作于9V低压的常规CMOS管和两个最高耐压为80V、电流通过能力大于3A的LDMOS管。电路采用SOI介质隔离CMOS/LDMOS工艺,芯片面积约50mm2。基于一种简单的二维模型,认为,在... 　介绍了一种单片智能功率硅集成电路的设计和制造工艺,该电路包括工作于9V低压的常规CMOS管和两个最高耐压为80V、电流通过能力大于3A的LDMOS管。电路采用SOI介质隔离CMOS/LDMOS工艺,芯片面积约50mm2。基于一种简单的二维模型,认为,在功率集成中,纵向导电的VDMOS管由于其导通电阻有一个自限制特点,因此并不特别适合智能功率集成。 展开更多
关键词 智能功率集成电路 SOI CMOS LDMOS VDMOS
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功率集成电路技术的进展 被引量：2
12
作者 谢书珊 亢宝位 《电力电子》 2005年第1期4-10,共7页
本文根据2004年国际功率半导体器件与功率集成电路会议(ISPSD’04)的论文内容对功率集成电路制造技术的近期发展进行了简单的概述。
关键词 功率集成电路 制造技术 PIC BCD
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一种新型P阱NMOS功率集成电路制作技术
13
作者 曹广军 刘三清 +2 位作者 秦祖新 应建华 徐彦忠 《微电子学》 CAS CSCD 1996年第3期195-197,共3页
提出一种新型的Ｐ阱ＮＭＯＳ功率集成电路制作技术。理论分析表明，该技术可以较好地实现ＶＤＭＯＳＦＥＴ与Ｐ阱ＮＭＯＳ电路的兼容集成。实验结果表明，利用该技术获得的器件结构具有良好的击穿特性。
关键词 功率集成电路 VDMOS FET 隔离技术
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硅功率集成技术发展动态
14
作者 胡刚毅 谭开洲 +4 位作者 刘玉奎 张正璠 李开成 江军 胡永贵 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期101-105,共5页
　文章介绍了硅功率集成电路技术的一些发展动态。单片中小功率智能集成电路发展迅速,以BCD为其主要工艺技术;基于SOI的智能功率集成电路也得到开发。单片集成式的功率管为电源管理小型化、高频、较高可靠性设计提供了新途径,它们在分... 　文章介绍了硅功率集成电路技术的一些发展动态。单片中小功率智能集成电路发展迅速,以BCD为其主要工艺技术;基于SOI的智能功率集成电路也得到开发。单片集成式的功率管为电源管理小型化、高频、较高可靠性设计提供了新途径,它们在分布式电源、便携式设备仪表中得到广泛应用。 展开更多
关键词 硅功率集成电路 BCD SOI 高压集成电路 电源管理
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大屏幕FED功率集成系统的研制
15
作者 徐胜 林志贤 郭太良 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期726-731,共6页
介绍了场致发射显示器(FED)驱动系统的工作原理,并根据人眼视觉特性与FED光电效应,提出了适用于FED的自动功率控制(APC)方案。论述了SVGA级彩色FED功率集成系统的研制,包括前级APC模块和后级高压驱动模块。通过采用专用集成图像灰度调... 介绍了场致发射显示器(FED)驱动系统的工作原理,并根据人眼视觉特性与FED光电效应,提出了适用于FED的自动功率控制(APC)方案。论述了SVGA级彩色FED功率集成系统的研制,包括前级APC模块和后级高压驱动模块。通过采用专用集成图像灰度调制和集成扫描电路接口技术以及FPGA控制等技术研制出了FED功率集成系统。实验证明,FED功率集成系统能够有效驱动63.5cm(25in)彩色印刷型FED显示屏,图像清晰,系统稳定、可靠。 展开更多
关键词 场致发射显示器 自动功率控制 功率集成系统
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功率集成器件及其兼容技术的发展 被引量：3
16
作者 乔明 袁柳 《电子与封装》 2021年第4期71-86,共16页
功率集成器件在交流转直流(AC/DC)电源转换IC、高压栅驱动IC、LED驱动IC等领域均有着广泛的应用。介绍了典型的可集成功率高压器件,包括不同电压等级的横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(LDMOS)以及基于硅和SOI材料的横向绝缘栅... 功率集成器件在交流转直流(AC/DC)电源转换IC、高压栅驱动IC、LED驱动IC等领域均有着广泛的应用。介绍了典型的可集成功率高压器件,包括不同电压等级的横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(LDMOS)以及基于硅和SOI材料的横向绝缘栅双极型晶体管(LIGBT),此外还介绍了高低压器件集成的BCD工艺和其他的功率集成关键技术,包括隔离技术、高压互连技术、dV/dt技术、di/dt技术、抗闩锁技术等,最后讨论了功率集成器件及其兼容技术的发展趋势。 展开更多
关键词 功率集成器件 横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管 横向绝缘栅双极型晶体管 BCD工艺 兼容技术
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功率集成光激MOS控制交流多路开关模拟设计
17
作者 张华曹 段飞 《西安理工大学学报》 CAS 2002年第2期151-153,共3页
介绍了一种新型功率集成光激 MOS控制多路开关 ,它由双向晶闸管、MOS器件、光电器件组成。此开关通过光电转换来实现强电与弱电之间的隔离 ;可工作在交流状态 ,其通态压降低 ,约在 1 .5～ 3 V之间 ;并对其阻断特性、电流特性、开关特性... 介绍了一种新型功率集成光激 MOS控制多路开关 ,它由双向晶闸管、MOS器件、光电器件组成。此开关通过光电转换来实现强电与弱电之间的隔离 ;可工作在交流状态 ,其通态压降低 ,约在 1 .5～ 3 V之间 ;并对其阻断特性、电流特性、开关特性进行了全面的模拟分析。 展开更多
关键词 光激 MOS控制 双向晶闸管 多路开关 功率集成电路
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功率集成器件及其在通信中的应用
18
作者 刘鹿生 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 1990年第5期51-57,共7页
本文综述新一代电力半导体器件中、VDMOS、IGBT、高压集成电路、Smart功率集成电路及其最近发展动态以及上述器件在通信中的应用。
关键词 功率集成器件 通信 半导体器件
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利用TWH8751型功率集成电路构成步进电机驱动电路
19
作者 赵起文 《电子技术应用》 北大核心 1989年第7期45-45,共1页
本文介绍一种利用TWH8751构成的斩波型步进电机驱动电路。TWH875l型功率集成电路是一种新型的高压、大电流开关电路。整个电路由输入级、缓冲放大级和集电极开路的达林顿功率输出级组成,并设有反馈同路和减流保护回路,且具有选通功能。T... 本文介绍一种利用TWH8751构成的斩波型步进电机驱动电路。TWH875l型功率集成电路是一种新型的高压、大电流开关电路。整个电路由输入级、缓冲放大级和集电极开路的达林顿功率输出级组成,并设有反馈同路和减流保护回路,且具有选通功能。TWH8751的Vcc为+12V～+24V,但实际应用时,电路的达林顿输出级(4端)可以与前级共用一个电源,也可以根据应用需要将输出级单独连接高达百伏的电源。现以三相反应式步进电机(45BF3-3)为例,说明驱动电路的构成。驱动方式采用三相六拍运行。45BF3-3指术指标如下: 电源电压27V,静态电流0.35A,通电方式三相六位,额定步距角3/115度。 展开更多
关键词 步进电机 驱动电路 功率集成电路
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功率集成电路及其应用——特邀主编评述
20
作者 张波 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2013年第12期1-2,共2页
功率集成电路出现于70年代后期，由于单芯片集成，功率集成电路减少了系统中的元件数、互连数和焊点数，不仅提高了系统的可靠性、稳定性，而且减少了系统的功耗、体积、重量和成本。但由于当时的功率器件主要为双极型晶体管（BJT）、... 功率集成电路出现于70年代后期，由于单芯片集成，功率集成电路减少了系统中的元件数、互连数和焊点数，不仅提高了系统的可靠性、稳定性，而且减少了系统的功耗、体积、重量和成本。但由于当时的功率器件主要为双极型晶体管（BJT）、晶闸管等，功率器件所需的驱动电流大，驱动和保护电路复杂，功率集成电路的研究并未取得实质性进展。直至80年代，由金属氧化层半导体场效晶体管（MOSFET）栅控制、具有高输入阻抗、低驱动功耗、容易保护等特点的新型MOSFET功率器件如功率MOSFET、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等的出现，使得驱动电路简单且容易与功率器件集成，才迅速带动了功率集成电路的发展．但是复杂的系统设计和昂贵的工艺成本限制了功率集成电路的应用。进入90年代以后，功率集成电路的设计与工艺水平不断提高，性价比不断改进。逐步进入了实用阶段。迄今已经有系列功率集成电路产品问世，包括功率MOSFET智能开关、电源管理电路、半桥或全桥逆变器、两相步进电机驱动器、三相无刷电机驱动器、直流电机单相斩波器、脉宽调制器专用集成电路、线性集成稳压器、开关集成稳压器等。 展开更多
关键词 功率集成电路 绝缘栅双极型晶体管 功率MOSFET 应用 步进电机驱动器 集成稳压器 功率器件 主编
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