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基于SOI的高压开关集成电路设计

作 者: 雷宇
导 师: 李肇基
学 校: 电子科技大学
专 业: 微电子学与固体电子学
关键词: D/A 驱动电路 SOI LDMOS 高压开关电路
分类号: TN402
类 型: 硕士论文
年 份: 2005年
下 载: 214次
引 用: 2次
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内容摘要


SOI(Silicon on Insulator)技术是一种非常有潜力的新型硅技术,被誉为“21 世纪的硅技术”。它有着诸多的优点,如:提供良好的器件隔离、减少器件间的寄生效应,提高电路的工作速度,有很强的抗辐射能力,集成度高等。因此高压SOI SPIC(Smart Power IC)目前已经成为功率集成电路发展的新领域。本论文研究的基于SOI 上的高压开关集成电路,是国防科技重点实验室的基金项目。基于SOI 材料的特点,本论文主要研究在SOI 材料上集成高压功率开关电路,以及适合此集成电路的数模混合电路设计方法。同时,还研究了与这种电路设计相匹配的工艺流程,为工程上更好的实现这一混合电路提供了良好的技术平台。作者的主要工作是设计实现了SOI 基上带有D/A 驱动的高压LDMOS 功率开关电路。这种功率开关集成电路,利用了D/A 变换的灵活性,运用数字电路与高压模拟电路混合设计方法,实现了采用数字控制的耐压为300V的LDMOS 功率开关集成电路。该集成电路通过对数字输入端口的输入数据的调节,灵活的控制了高压开关集成电路输出信号的频率和脉宽。该新型高压功率集成电路芯片的实现,为SOI 高压功率开关集成电路提供了一种更为方便快捷的数字控制设计方法,同时也为功率系统集成电路提供了一种有效的实验验证,从而在工程上证实了功率系统集成的理论探索具有一定的可行性。也具有一定的实用价值。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第一章 绪论  9-16
  1.1 引言  9
  1.2 SOI 材料的技术特点  9-10
  1.3 SOI 材料的制备技术  10-13
    1.3.1 SDB(Silicon Direct Bonding)技术  10-11
    1.3.2 SIMOX(Separating by Implanting Oxide)技术  11-12
    1.3.3 Smart Cut 技术  12-13
  1.4 功率集成电路的现状及发展趋势  13-15
  1.5 本文的工作  15-16
第二章 基于SOI 材料的高压开关集成电路设计  16-34
  2.1 概述  16
  2.2 电路原理与总体框架  16-17
  2.3 LDMOS 开关电路  17-24
    2.3.1 脉冲产生电路  18-20
    2.3.2 电压转移电路  20
    2.3.3 滤波电路  20-21
    2.3.4 RS 门恢复电路  21-23
    2.3.5 输出驱动电路  23-24
  2.4 D/A 驱动电路设计  24-34
    2.4.1 D/A 驱动电路系统设计  25-28
    2.4.2 D/A 驱动电路逻辑综合和仿真  28-29
    2.4.3 D/A 驱动电路逻辑单元设计  29-32
    2.4.4 D/A 驱动电路兼容性问题的考虑  32
    2.4.5 D/A 驱动电路整体仿真  32-34
第三章 电路版图设计  34-43
  3.1 掩模板介绍  35-36
  3.2 布图规则  36-41
    3.2.1 单层规则  36-37
    3.2.2 层间规则  37-38
    3.2.3 保护环与衬底设计规则  38-39
    3.2.4 电阻设计规则  39-40
    3.2.5 压焊块设计规则  40-41
    3.2.6 隔离规则  41
  3.3 电路版图设计注意事项  41-43
第四章 流片工艺  43-52
  4.1 工艺加工  43-44
  4.2 流片工艺流程  44-45
  4.3 主要工艺分别介绍说明  45-52
第五章 测试与总结  52-57
  5.1 芯片测试结果  52-55
  5.2 总结  55-57
第六章 结束语  57-58
参考文献  58-60
致 谢  60-61
个人简历  61

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 微电子学、集成电路(IC) > 一般性问题 > 设计
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