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BCD芯片工藝是一種集合了Bipolar、CMOS和DMOS的單片IC制造工藝。把這三種器件集成后，依然能具有各自分立時(shí)所具有的良好性能，而且取長(zhǎng)補(bǔ)短，發(fā)揮更優(yōu)的性能。具有高效率(低能耗)、高強(qiáng)度(無(wú)二次擊穿)、高耐壓和高速開(kāi)關(guān)的特性。

BCD芯片工藝典型器件包括低壓CMOS管、高壓 MOS管、各種擊穿電壓的LDMOS、垂直NPN管、垂直P(pán)NP管、橫向PNP管、肖特基二極管、阱電阻、多晶電阻、金屬電阻等;有些工藝甚至還集成了EEPROM、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管JFET等器件。由于集成了如此豐富的器件，這就給電路設(shè)計(jì)者帶來(lái)極大的靈活性，可以根據(jù)應(yīng)用的需要來(lái)選擇最合適的器件，從而提高整個(gè)電路的性能。

  把襯底和NMOS的BULK端/地端隔離開(kāi)一般用DNW和NBL兩種方式。分別如下圖所示：

DMOS(Double diffusion Metal-Oxide-Semiconductor)雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體。它和CMOS器件結(jié)構(gòu)類似，也有Source、Drain、Gate，但是Drain端的擊穿電壓高。它主要有兩種類型：有橫向LDMOS和垂直VDMOS。由于LDMOS更易于CMOS工藝兼容而被廣泛采用。

  LDMOS是一種雙擴(kuò)散結(jié)構(gòu)的功率器件。這項(xiàng)技術(shù)是在相同的源/漏區(qū)域注入兩次，一次注入濃度較大(典型注入劑量 1015cm-2)的砷(As)，另一次注入濃度較小(典型劑量1013cm-2)的硼(B)。注入之后再進(jìn)行一個(gè)高溫推進(jìn)過(guò)程，由于硼擴(kuò)散比砷快，所以在柵極邊界下會(huì)沿著橫向擴(kuò)散更遠(yuǎn)(圖中P阱)，形成一個(gè)有濃度梯度的溝道，它的溝道長(zhǎng)度由這兩次橫向擴(kuò)散的距離之差決定。為了增加擊穿電壓，在有源區(qū)和漏區(qū)之間有一個(gè)漂移區(qū)。LDMOS中的漂移區(qū)是該類器件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，漂移區(qū)的雜質(zhì)濃度比較低，因此，當(dāng)LDMOS 接高壓時(shí)，漂移區(qū)由于是高阻，能夠承受更高的電壓。圖1所示LDMOS的多晶擴(kuò)展到漂移區(qū)的場(chǎng)氧上面，充當(dāng)場(chǎng)極板，會(huì)弱化漂移區(qū)的表面電場(chǎng)，有利于提高擊穿電壓。場(chǎng)極板的作用大小與場(chǎng)極板的長(zhǎng)度密切相關(guān)。

nLDMOS剖面圖如下：

DMOS器件是功率輸出級(jí)電路的核心，它往往占據(jù)整個(gè)芯片面積的一半以上，它是整個(gè)BCD工藝集成電路的關(guān)鍵。DMOS的性能直接決定了芯片的驅(qū)動(dòng)能力和芯片面積。對(duì)于一個(gè)由多個(gè)基本單元結(jié)構(gòu)組成的DMOS器件，其中一個(gè)最重要的參數(shù)是DMOS器件的導(dǎo)通電阻Rdson。Rdson是指在DMOS器件導(dǎo)通工作時(shí)，從漏到源的等效電阻。對(duì)于DMOS器件應(yīng)盡可能減小導(dǎo)通電阻，這是BCD工藝制造技術(shù)所追求的目標(biāo)。當(dāng)DMOS器件的導(dǎo)通電阻很小時(shí)，它就會(huì)提供一個(gè)很好的開(kāi)關(guān)特性，因?yàn)閷?duì)于特定的電壓，小的導(dǎo)通電阻意味著有較大的輸出電流，從而可以具有更好的驅(qū)動(dòng)能力。DMOS的主要技術(shù)指標(biāo)有：導(dǎo)通電阻、閾值電壓和擊穿電壓等。

  對(duì)于功率mos，我們需要考慮以下幾點(diǎn):

  1)電流密度，從metal到最下面的diffusion

  2)Rdson和metal的寄生電阻

  3)Gate上的RC是否會(huì)影響mos管開(kāi)關(guān)的均勻性

  4)面積利用率，density

  5)Latch-up的防護(hù)，因?yàn)閙os管的size很大，所以襯底的接觸需要滿足latch-up規(guī)則的要求，同時(shí)需要考慮它和周?chē)娐返拈g距

  6)噪聲的隔離，開(kāi)關(guān)時(shí)會(huì)有很大的噪聲注入到襯底，同時(shí)它也是很大的熱源

  7)ESD的防護(hù)，它直接面對(duì)pad