專(zhuān)利名稱(chēng):一種低高壓驅(qū)動(dòng)器的制作方法
本發(fā)明屬于集成電路領(lǐng)域。
在電路系統(tǒng)中，常常要用低壓(如5伏)信號(hào)控制一個(gè)高壓驅(qū)動(dòng)器，該高壓驅(qū)動(dòng)器要能耐200伏的電壓及提供100毫安的驅(qū)動(dòng)電流。
為實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，目前一般采用雙極型集成電路，它將低壓工作的控制門(mén)與高壓工作的晶體管在同一芯片上組合而成〔1〕。該電路能用5V輸入信號(hào)控制，其輸出耐壓為56V，輸出驅(qū)動(dòng)電流為2A。已有的另一個(gè)作法是采用MOS型器件，但它需要兩塊集成電路，一塊是常規(guī)的低壓MOS門(mén)電路，另一塊是MOS高壓晶體管〔2〕。雙極型低高壓驅(qū)動(dòng)器的缺點(diǎn)是控制部分的功耗大，輸入阻抗低。采用MOS器件，完成該功能要兩塊集成電路，使得整機(jī)變得體積大，成本高，可靠性低。
本發(fā)明的目的在于采用CMOS技術(shù)，在同一芯片上制作低壓控制電路與高壓驅(qū)動(dòng)電路。
圖1是本發(fā)明的電路框圖；圖2是本發(fā)明芯片的剖面圖；圖3是本發(fā)明芯片的顯微照片。
本發(fā)明將一個(gè)工作在低電壓(5～15V)的CMOS的二輸入端與非門(mén)(1)與NMOS高壓晶體管(2)制作在同一個(gè)芯片上。與非門(mén)的輸入端(3)(4)均為高電平時(shí)，高壓晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)(關(guān)態(tài))，任何一個(gè)輸入端為低電平時(shí)，高壓晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)(開(kāi)態(tài))。高壓晶體管的漏極(5)作為整個(gè)電路的輸出端，它可以經(jīng)過(guò)一個(gè)負(fù)載接到高壓上。(6)是低壓電路的電源，而(7)是整個(gè)電路的地。
本發(fā)明是在P型硅襯底上制作而成，低壓電路部分和高壓電路部分都采用硅柵CMOS工藝。
本發(fā)明用一次磷離子注入同時(shí)形成低壓CMOS控制電路的N阱(8)和高壓NMOS晶體管的漏漂移區(qū)(9)，從而可以用標(biāo)準(zhǔn)N阱CMOS工藝在一個(gè)芯片上同時(shí)形成低壓和高壓電路。
本發(fā)明中其低壓電路部分的工作電壓與標(biāo)準(zhǔn)的CMOS，MOS相容為5～15V，空載時(shí)的靜態(tài)功耗電流小于10μA，其高壓部分輸出端耐壓為300V，開(kāi)態(tài)吸收電流大于200mA，導(dǎo)通電阻小于150Ω，最高工作頻率大于1MHZ，響應(yīng)時(shí)間小于100nS。
本發(fā)明解決了低壓到高壓的接口問(wèn)題，在實(shí)際中有廣泛的用途，如計(jì)算機(jī)的輸出接口電路，無(wú)觸點(diǎn)繼電器、燈、電鈴、馬達(dá)等的驅(qū)動(dòng)器，高壓顯示等。
實(shí)施例工藝流程如下工 序 工 藝 條 件襯底準(zhǔn)備 電阻率14～20Ω.cm，P型(100)硅。
氧化 T＝1200℃，濕氧，厚度4500A°。
工 序 工 藝 條 件光刻阱，離子注入磷 100KeV，劑量1.7×1012原子／cm2。
退火，阱推進(jìn) 950℃，t＝30′，然后1200℃，15.5小時(shí)，Xj＝4.5μm。
形成SiO2／Si3N4層 SiO2600A0，Si3N41200A°光刻有源區(qū)，然后再光刻一次，在N阱區(qū)復(fù)蓋膠場(chǎng)區(qū)離子注入硼 60KeV，5×1013原子／cm2。
去膠，場(chǎng)氧化 T＝950℃，濕氧氧化16小時(shí)，厚度1.1μm。
去除SiO2／Si3N4層等離子刻蝕柵氧化 T＝950℃，濕氧氧化，900A°閾電壓調(diào)節(jié)離子注入硼 40KeV，1×10″原子／cm2。
多晶硅淀積 低壓CVD，5000A°多晶硅摻雜 磷擴(kuò)散，薄層電阻20Ω／口光刻 形成所有的硅柵，等離子刻蝕低溫淀積SiO2厚度3000A°光刻暴露P＋區(qū)硼擴(kuò)散形成P＋區(qū)，Xj＝1μm，R口＝60Ω／口低溫淀積SiO2厚度3000A°光刻暴露N＋區(qū)磷擴(kuò)散形成N＋區(qū)，Xj＝1.1μm，R口＝5Ω／口低溫淀積SiO2厚度3000A°，光刻暴露N＋區(qū)磷擴(kuò)散形成N＋區(qū)，Xj＝1.1μmR口＝5Ω／口淀積磷硅玻璃 8000A°，含磷量8％磷玻璃回流 1000℃，20′光刻 刻出引線孔蒸發(fā)鋁 1.2μm光刻 形成鋁布線合金 420℃，15′鈍化 用聚酰亞胺保護(hù)電路芯片
權(quán)利要求
1.一種低高壓驅(qū)動(dòng)器，其特征是將工作在低電壓(5～15V)的CMOS與非門(mén)與高耐壓NMOS晶體管制作在同一個(gè)芯片上。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的低高壓驅(qū)動(dòng)器，其特征在于用一次磷離子注入同時(shí)形成低壓CMOS控制電路的N阱和高壓NMOS晶體管的漏漂移區(qū)。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明是一種低高壓驅(qū)動(dòng)器，用標(biāo)準(zhǔn)N阱CMOS工藝將低壓CMOS電路與高壓驅(qū)動(dòng)電路兼容在同一個(gè)芯片上，與已有的同功能的雙極型結(jié)構(gòu)相比，具有低功耗、高輸入阻抗、高抗干擾的優(yōu)點(diǎn)，與已有的MOS高壓器件相比，采用一次離子注入可同時(shí)形成低壓電路的N阱與高壓電路的漂移區(qū)，從而工藝簡(jiǎn)單。本發(fā)明可廣泛用于計(jì)算機(jī)輸出接口、機(jī)電設(shè)備的驅(qū)動(dòng)及高壓顯示等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H01L27/06GK85200131SQ85200131
公開(kāi)日1985年10月10日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者莊慶德 申請(qǐng)人:南京工學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan