专利名称:一种低高压驱动器的制作方法
本发明属于集成电路领域。
在电路系统中，常常要用低压(如5伏)信号控制一个高压驱动器，该高压驱动器要能耐200伏的电压及提供100毫安的驱动电流。
为实现这个功能，目前一般采用双极型集成电路，它将低压工作的控制门与高压工作的晶体管在同一芯片上组合而成〔1〕。该电路能用5V输入信号控制，其输出耐压为56V，输出驱动电流为2A。已有的另一个作法是采用MOS型器件，但它需要两块集成电路，一块是常规的低压MOS门电路，另一块是MOS高压晶体管〔2〕。双极型低高压驱动器的缺点是控制部分的功耗大，输入阻抗低。采用MOS器件，完成该功能要两块集成电路，使得整机变得体积大，成本高，可靠性低。
本发明的目的在于采用CMOS技术，在同一芯片上制作低压控制电路与高压驱动电路。
图1是本发明的电路框图；图2是本发明芯片的剖面图；图3是本发明芯片的显微照片。
本发明将一个工作在低电压(5～15V)的CMOS的二输入端与非门(1)与NMOS高压晶体管(2)制作在同一个芯片上。与非门的输入端(3)(4)均为高电平时，高压晶体管处于截止状态(关态)，任何一个输入端为低电平时，高压晶体管处于导通状态(开态)。高压晶体管的漏极(5)作为整个电路的输出端，它可以经过一个负载接到高压上。(6)是低压电路的电源，而(7)是整个电路的地。
本发明是在P型硅衬底上制作而成，低压电路部分和高压电路部分都采用硅栅CMOS工艺。
本发明用一次磷离子注入同时形成低压CMOS控制电路的N阱(8)和高压NMOS晶体管的漏漂移区(9)，从而可以用标准N阱CMOS工艺在一个芯片上同时形成低压和高压电路。
本发明中其低压电路部分的工作电压与标准的CMOS，MOS相容为5～15V，空载时的静态功耗电流小于10μA，其高压部分输出端耐压为300V，开态吸收电流大于200mA，导通电阻小于150Ω，最高工作频率大于1MHZ，响应时间小于100nS。
本发明解决了低压到高压的接口问题，在实际中有广泛的用途，如计算机的输出接口电路，无触点继电器、灯、电铃、马达等的驱动器，高压显示等。
实施例工艺流程如下工 序 工 艺 条 件衬底准备 电阻率14～20Ω.cm，P型(100)硅。
氧化 T＝1200℃，湿氧，厚度4500A°。
工 序 工 艺 条 件光刻阱，离子注入磷 100KeV，剂量1.7×1012原子／cm2。
退火，阱推进 950℃，t＝30′，然后1200℃，15.5小时，Xj＝4.5μm。
形成SiO2／Si3N4层 SiO2600A0，Si3N41200A°光刻有源区，然后再光刻一次，在N阱区复盖胶场区离子注入硼 60KeV，5×1013原子／cm2。
去胶，场氧化 T＝950℃，湿氧氧化16小时，厚度1.1μm。
去除SiO2／Si3N4层等离子刻蚀栅氧化 T＝950℃，湿氧氧化，900A°阈电压调节离子注入硼 40KeV，1×10″原子／cm2。
多晶硅淀积 低压CVD，5000A°多晶硅掺杂 磷扩散，薄层电阻20Ω／口光刻 形成所有的硅栅，等离子刻蚀低温淀积SiO2厚度3000A°光刻暴露P＋区硼扩散形成P＋区，Xj＝1μm，R口＝60Ω／口低温淀积SiO2厚度3000A°光刻暴露N＋区磷扩散形成N＋区，Xj＝1.1μm，R口＝5Ω／口低温淀积SiO2厚度3000A°，光刻暴露N＋区磷扩散形成N＋区，Xj＝1.1μmR口＝5Ω／口淀积磷硅玻璃 8000A°，含磷量8％磷玻璃回流 1000℃，20′光刻 刻出引线孔蒸发铝 1.2μm光刻 形成铝布线合金 420℃，15′钝化 用聚酰亚胺保护电路芯片
权利要求
1.一种低高压驱动器，其特征是将工作在低电压(5～15V)的CMOS与非门与高耐压NMOS晶体管制作在同一个芯片上。
2.根据权利要求
1所述的低高压驱动器，其特征在于用一次磷离子注入同时形成低压CMOS控制电路的N阱和高压NMOS晶体管的漏漂移区。
专利摘要
本发明是一种低高压驱动器，用标准N阱CMOS工艺将低压CMOS电路与高压驱动电路兼容在同一个芯片上，与已有的同功能的双极型结构相比，具有低功耗、高输入阻抗、高抗干扰的优点，与已有的MOS高压器件相比，采用一次离子注入可同时形成低压电路的N阱与高压电路的漂移区，从而工艺简单。本发明可广泛用于计算机输出接口、机电设备的驱动及高压显示等领域。
文档编号H01L27/06GK85200131SQ85200131
公开日1985年10月10日 申请日期1985年4月1日
发明者庄庆德 申请人:南京工学院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan