iPOLAR创新的高电压模拟制造工艺给工业双极型器件注入新的生命
发布时间:2007/9/7 0:00:00 访问次数:526
提高性能、增强功能和显著减小管芯尺寸的创新工艺
能以像SOT-23那样的小封装提供优良的双极型产品
作者:美国模拟器件公司,ADSiV工艺开发部
关键技术突出贡献专家Craig D. Wilson博士
美国模拟器件公司(ADI)的iPOLAR™制造工艺的推出代表近20年来业界对36
V双极型工艺进行的最重大的再设计。这种新的iPOLAR工艺适合于需要耐高电压双极型模拟器件的工业应用,采用iPOLAR工艺的芯片面积比老的双极型工艺减小75%的,同时具有非常高的性能和功能。因此,这就促进推出了现货供应的工业器件系列产品,它们为工业系统设计工程师提供一批新的采用非常小的SOT-23封装的低噪声、低成本器件。
ADI公司如何开发出iPOLAR工艺
随着半导体制造工艺的不断成熟,许多瞩目的焦点都集中于CMOS工艺和移动、电池供电的消费类应用和通信应用对电源电压不断降低的器件的需求。然而,与数字CMOS工艺领域的设计工程师采用亚微米工艺尺寸在每个管芯上集成几十万甚至几百万个器件不同,工业市场的双极型工艺通常采用高达2.5
ΜM的工艺尺寸在每个管芯上可能集成上100个有源双极型器件。
虽然很多半导体制造商在降低基于CMOS芯片的电压并提高其性能,但是并没有跟上工业用户对提高速度、增加功能、降低噪声、降低功耗和减小封装的需求。实际上,在ADI公司iPOLAR工艺出现以前,
大多数36 V双极型工艺的进展都很缓慢,而且都依靠很大的扩散面积才能充分地隔离晶体管,从而就需要使用很大的管芯和晶片。
图1. 一种减小的封装——左边示出8引脚的SOIC(小外形IC)封装,右边示出5引脚的SOT-23封装,它只有8.3
mm2,大约比左边的减小75%。PCB面积的有效利用显著 改善了性能和功能。
为什么iPOLAR工艺具有如此创新?
ADI公司开发的iPOLAR 36
V工艺利用了多年积累的双极型工艺设计经验,通过采用一种拥有专利权的深沟道隔离方案使晶体管尺寸降至最小而无需折衷性能。其实现的方法是在器件和衬底之间采用一种结隔离方案,而不采用需要掩埋氧化层晶片(SOI衬底)的全介电隔离(DI)工艺。虽然把深沟道隔离方案与大面积衬底集成在一起提出一项额外的工艺开发挑战,但是与DI工艺相比,其电路优势是很明显的。与SOI(绝缘体上硅)晶片工艺相比,iPOLAR工艺除了显著降低了成本以外,还采用大面积衬底来为有源晶体管提供改进的热传导性能,从而在更宽的温度和电压范围内改善了晶体管的特性。
另外,采用iPOLAR工艺制造的高性能精密双极型器件没有使用多发射极结构以便得到最好的1/F噪声性能,同时精心制造基射结以避免早期双极型工艺中经常会出现的猝发(或称“爆米花”)噪声。
iPOLAR工艺不仅具有创新性,还具有足够的灵活性以便使ADI公司能将流行的设计工艺移植到新工艺中,包括ADI公司的XFET专利技术以及可微调薄膜和高性能电容器制造工艺。然而,ADI公司并不是简单地将老工艺移植到新工艺中,而是重新设计每一种工艺以便获得最高性能和工艺一致性,同时使管芯的功耗最低
提高性能、增强功能和显著减小管芯尺寸的创新工艺
能以像SOT-23那样的小封装提供优良的双极型产品
作者:美国模拟器件公司,ADSiV工艺开发部
关键技术突出贡献专家Craig D. Wilson博士
美国模拟器件公司(ADI)的iPOLAR™制造工艺的推出代表近20年来业界对36
V双极型工艺进行的最重大的再设计。这种新的iPOLAR工艺适合于需要耐高电压双极型模拟器件的工业应用,采用iPOLAR工艺的芯片面积比老的双极型工艺减小75%的,同时具有非常高的性能和功能。因此,这就促进推出了现货供应的工业器件系列产品,它们为工业系统设计工程师提供一批新的采用非常小的SOT-23封装的低噪声、低成本器件。
ADI公司如何开发出iPOLAR工艺
随着半导体制造工艺的不断成熟,许多瞩目的焦点都集中于CMOS工艺和移动、电池供电的消费类应用和通信应用对电源电压不断降低的器件的需求。然而,与数字CMOS工艺领域的设计工程师采用亚微米工艺尺寸在每个管芯上集成几十万甚至几百万个器件不同,工业市场的双极型工艺通常采用高达2.5
ΜM的工艺尺寸在每个管芯上可能集成上100个有源双极型器件。
虽然很多半导体制造商在降低基于CMOS芯片的电压并提高其性能,但是并没有跟上工业用户对提高速度、增加功能、降低噪声、降低功耗和减小封装的需求。实际上,在ADI公司iPOLAR工艺出现以前,
大多数36 V双极型工艺的进展都很缓慢,而且都依靠很大的扩散面积才能充分地隔离晶体管,从而就需要使用很大的管芯和晶片。
图1. 一种减小的封装——左边示出8引脚的SOIC(小外形IC)封装,右边示出5引脚的SOT-23封装,它只有8.3
mm2,大约比左边的减小75%。PCB面积的有效利用显著 改善了性能和功能。
为什么iPOLAR工艺具有如此创新?
ADI公司开发的iPOLAR 36
V工艺利用了多年积累的双极型工艺设计经验,通过采用一种拥有专利权的深沟道隔离方案使晶体管尺寸降至最小而无需折衷性能。其实现的方法是在器件和衬底之间采用一种结隔离方案,而不采用需要掩埋氧化层晶片(SOI衬底)的全介电隔离(DI)工艺。虽然把深沟道隔离方案与大面积衬底集成在一起提出一项额外的工艺开发挑战,但是与DI工艺相比,其电路优势是很明显的。与SOI(绝缘体上硅)晶片工艺相比,iPOLAR工艺除了显著降低了成本以外,还采用大面积衬底来为有源晶体管提供改进的热传导性能,从而在更宽的温度和电压范围内改善了晶体管的特性。
另外,采用iPOLAR工艺制造的高性能精密双极型器件没有使用多发射极结构以便得到最好的1/F噪声性能,同时精心制造基射结以避免早期双极型工艺中经常会出现的猝发(或称“爆米花”)噪声。
iPOLAR工艺不仅具有创新性,还具有足够的灵活性以便使ADI公司能将流行的设计工艺移植到新工艺中,包括ADI公司的XFET专利技术以及可微调薄膜和高性能电容器制造工艺。然而,ADI公司并不是简单地将老工艺移植到新工艺中,而是重新设计每一种工艺以便获得最高性能和工艺一致性,同时使管芯的功耗最低