关于HV-CMOS

关于HVCMOS和DMOS的困惑alchemist发表于:2009-5-1923:03来源:半导体技术天地一直很困惑：一般foundry对于高压器件有两条路线，1）HVCMOS工艺，一般用DoubleDiffusion，一般能到30V，再高就不行了；2）BCD工艺，高压一般用DMOS，一般20V、40V，更高电压也有。所谓存在的就是合理的，这两种技术能同时并存并且齐头并进的发展，肯定有它们各自的优势和适合的应用，有没有高手能解释比较一下！我的理解（猜的）：1）HVCMOS采用的是对称的结构（当然也可以有非对称管），Vgs和Vds基本相当，电路设计不受限制，应用上灵活，管子特性比较好，IVcurve的形状和低压的MOS管没太大的差别；但需要额外增加较多的mask和工艺环节，同时最高电压有上限，32V顶天了。2）DMOS采用非对称结构，Vgs远小于Vds，电路设计受限制，管子特性应该没有HVMOS的好；电压可以很高，Vds60V、100V都不成问题，增加的mask应该比HVCMOS工艺的少。不知道猜得对不对，请明白人澄清一下，谢谢！最新回复ywliaobat2009-5-2013:47:22QUOTE:原帖由alchemist于2009-5-1923:03发表一直很困惑：一般foundry对于高压器件有两条路线，1）HVCMOS工艺，一般用DoubleDiffusion，一般能到30V，再高就不行了；2）BCD工艺，高压一般用DMOS，一般20V、40V，更高电压也有。所谓存在的就是合理的，这...BCD的mask一般會比較多DMOS的特性在於lowRdson，用於powermanagermentICHVCMOS主用於driverICzhangxiaowat2009-5-2018:26:22二楼说到点上了，关于这方面的了解可找些资料看看，本论坛里面好象就有cfhaiat2009-5-2122:34:10LZ好像和我理解的不一样吧？？高压mos有两种常用的实现方式1、是用井来做轻参杂，提供高耐压的漂移区。工艺可以完全做到和cmos一样比如HVNOMS，用N井在Drain端，作为漂移区，就好了。耐压也可以做到很高40V没有问题上面有场氧和多晶2、就是DMOS，有LDMOS，VDMOS还有DD结构做的。DD结构最简单，又分单边和双边DD。LDMOS和VDmos没有什么好说的。但是要做到扩散长度的差异，必然退火要讲究了。这个的耐压一般DD用来做几十V的，LD和VDMOS就决定于外延厚度，漂移区等等，耐压可以从几十V到上百都可以。具体的选用决定你的应用，应用条件耐压，栅压，导通电阻等等决定你要选择什么样的器件结构比如与常压兼容的阱做的HVmos，可以完全不增加额外光刻和工艺过程。但是如果你的gate有高压那你就要做厚栅氧，这样你要加一块厚栅氧版，区分其他普通cmo是的低压栅氧。同时你的工艺也就调整了ChipSolutionat2009-6-2115:28:42多看多了解，还真不错welcomezhuoat2009-6-2314:55:35RDSONisthelargestdifferencebetweenDMOS&HVMOS.DMOSRDSONHVMOSRDSON.panguangranat2009-6-2919:30:26一个是在结构设计上做调整，一个是在结构设计和工艺设计上都有调整。kokozhengwenat2009-6-3011:25:53发表下看法，也当对自己近来学习的总结：HV制程是基于CMOS工艺向highvoltage的延伸，如果只是需要高压，DDDorFD结构的device基本就可以解决问题了，象LCDdriver之类的应用，而如果有些更高的要求，要求高的功率转换效率，这就要求较低的Ron,这就势必采取LDMOS结构，例如,whitelightLEDdriverandD-amplifier等。大致如此。这些都是CMOS的衍生，改动越小，成本就越低，都有一定的市场。isamueat2009-6-3015:08:03BCD从名字上就表明其工艺会制作bipolar器件，且这类器件在电路中会起重要作用，如果IC产品在设计之初就决定要用到bipolar或大功率的MOS器件，那制作工艺显然就不能用经典的CMOS工艺。其实做BJT和diode之类的工艺是半导体工业界最早的工艺，非常成熟，目前6寸线上大量产出这类产品，成本很低；不过当市场需要的控制芯片或系统越来越复杂的时候，设计者开始考虑将powermanagement电路，driver电路，甚至memory都整合到一个完整的IC中来缩减面积，降低成本，这样BCD工艺就应运而生。追求低成本是半导体工业界永无止境的目标，当人们发现经典的CMOS工艺由于需求巨大而成本极低的时候，又开始考虑是否可以在其基础上略微改动而变成一个准BCD工艺流程。这种改动一旦成功，好处是可以到全世界的foundry迅速量产，成本很低，竞争力很强；但是，其弱点是该套工艺非定制型，肯定不适合某些对功率器件尤其是BJT器件或大电流MOS器件要求比较高的IC产品。所以最后形成的结果就是：用于LCDdriver这种量大用途又单一的IC产品被选择为基于HVCMOS工艺制作，制作出的产品才在市场上很有竞争力；而其他的一些用于较大功率或比较特殊应用的产品，还是不得不开发另外的能获得满足性能要求的BJT器件或DMOS器件的工艺，这就是市场上称为BCDHV的工艺。从这一点上看，所谓的HVCMOS工艺其实是一个比较特殊的BCD工艺，只是它要么根本不做或者做出来的BJT或DMOS器件性能比较差，但不影响IC功能。至于说制作高压器件为什么会出现基于CMOS工艺和BCD工艺，还是成本的考虑。但凡高压器件，都肯定用到高温扩散的PN结结构，无非是扩散的量多量少而已，这是物理原理决定了的。为了降低成本而基于CMOS工艺进行改进而开发出的高压工艺，它必须好好利用CMOS工艺在器件density方面的优势来降低成本，则必须将高压器件也尽可能做小，为此人们也是想尽办法，借用STI做成对称结构也好，只在drain端而不在source端用扩散做成非对称结构也好，但其耐压的一个必要因素仍然逃不脱利用高温扩散形成一个浓度梯度/结分布，从这一点上讲，高压器件都是广义的D(diffused)MOS。如果用CMOSHV工艺做超过30V的MOS器件，性能和散热要求恐怕使MOS器件不得不变得很大，就失去了用经典CMOS工艺的成本优势。而经典的BCD工艺由于必须要做高性能高压BJT器件，这类器件的面积目前还没有听说有很好的方法来缩小，故高压(即使到100V以上)MOS器件的大小对整个IC面积而言其实没有那么敏感，器件结构设计和制作工艺开发上也就没必要搞那么多创新了，用经典的DD(doublediffused)MOS结构开发起来既快又可靠，性能也不错，何乐不为。kokozhengwenat2009-7-0916:50:45To9#，给两个例子说明基于BCD的高压工艺的应用ddrrat2009-7-1018:55:35楼主这种分类方法有点混乱啊jian1712at2009-8-1100:04:58QUOTE:原帖由alchemist于2009-5-1923:03发表一直很困惑：一般foundry对于高压器件有两条路线，1）HVCMOS工艺，一般用DoubleDiffusion，一般能到30V，再高就不行了；2）BCD工艺，高压一般用DMOS，一般20V、40V，更高电压也有。所谓存在的就是合理的，这...bcd工艺集成了bipolar,cmosanddmos三种工艺，工艺流程比hvcmos的复杂得多，mask肯定比hvcmos得多。powericsat2009-8-3013:32:57PI的TOP系列和TIny系列就是典型的BCD，BCD工艺ST是鼻祖，SOI的BCD则推NXP的前身飞利浦。likaiguoat2010-5-1314:54:16我正寻找这方面内容，我刚申请帐号，麻烦楼主能否发给我一份，邮箱为[e-mail],在此谢谢了！Jacky123at2010-8-1611:49:01一个是在结构设计上做调整，一个是在结构设计和工艺设计上都有调整。awpgodmat2010-8-1713:18:484楼说的有理kevin_gaoat2010-12-1922:09:29好贴留名，慢慢学习！btsunnyat2011-2-1214:00:08高低压怎么实现转换和隔离的?wqpyeat2011-2-1302:06:50保存，学习。sdzhaoddat2011-2-2322:50:45浅谈理解：HVCMOS其实是在CMOS的基础上增加一个漂移区形成的，这个漂移区在drain端或者source/drain端都有，形成一个浓度梯度，这样形成的PN结两边的浓度都比较小，则耗尽区可以扩展的比较宽，增大耐压。只在drain端有漂移区则只有drain端能够耐高压，如果在source端和drain端都有漂移区，则source端和drain端都能耐高压。单端耐高压的管子的尺寸会小点，应用灵活性会差点。BCD工艺就复杂多了，BCD的DMOS最大的优点是Rdson可以做的比较小。Rdson要做的比较小，就要比较精确地控制漂移区的杂质浓度分布，而不能像HVCMOS里简单地加一个漂移区（一般这个漂移区都是用Nwell或者Pwell来实现的，浓度就是Nwell或者Pwell的浓度，而且整个漂移区都是基本一样的浓度，但他不额外增加mask）就实现了，所以可能需要比较多的mask来一步步注入。这样，BCD的DMOS能够耐高压的同时，还可以比较好地兼顾Rdson。缺点：masklayer太多，photolayer跟着增多。所以，就看你需要的Rdson有多大，或者说看你需要的驱动能力有多大。需要的驱动能力大，则希望Rdson小，则选用DMOS会比较划算。否则选用了HVCMOS，要达到跟一样的Rdson就只能通过拉大芯片的面积实现了，最终你会发现，芯片面积变大导致的成本已经超过了masklayer增加导致的成本。所以这里有一个平衡点，驱动能力要求大于这个点，选用BCD会划算，小于这个点，选用HVCMOS可能更划算。这个点，我猜可能在2A的驱动电流左右。拙见，，，请高手多多指教。求HVCMOS和DMOS区别？提问者:周镇义2013-12-06满意回答DMOS的特性在於lowRdson，用於powermanagermentICHVCMOS主用於driverIC高压mos有两种常用的实现方式1、是用井来做轻参杂，提供高耐压的漂移区。工艺可以完全做到和cmos一样8^[;T'X3}-{*e比如HVNOMS，用N井在Drain端，作为漂移区，就好了。耐压也可以做到很高40V没有问题96d;[:r*上面有场氧和多晶2、就是DMOS，有LDMOS，VDMOS还有DD结构做的。DD结构最简单，又分单边和双边DD。LDMOS和VDmos没有什么好说的。但是要做到扩散长度的差异，必然退火要讲究了。这个的耐压一般DD用来做几十V的，LD和VDMOS就决定于外延厚度，漂移区等等，耐压可以从几十V到上百都可以。%具体的选用决定你的应用，应用条件耐压，栅压，导通电阻等等决定你要选择什么样的器件结构,比如与常压兼容的阱做的HVmos，可以完全不增加额外光刻和工艺过程。但是如果你的gate有高压,那你就要做厚栅氧，这样你要加一块厚栅氧版，区分其他普通cmo是的低压栅氧。同时你的工艺也就调整了BCD从名字上就表明其工艺会制作bipolar器件，且这类器件在电路中会起重要作用，如果IC产品在设计之初就决定要用到bipolar或大功率的MOS器件，那制作工艺显然就不能用经典的CMOS工艺。其实做BJT和diode之类的工艺是半导体工业界最早的工艺，非常成熟，目前6寸线上大量产出这类产品，成本很低；不过当市场需要的控制芯片或系统越来越复杂的时候，设计者开始考虑将powermanagement电路，driver电路