[發明專利]等離子平板顯示器驅動芯片用高壓器件

無效

• 申請號: 200910058734.4
• 申請日: 2009-03-30
• 公開（公告）號: CN101510551A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 喬明;楊帆;廖紅;蔣苓利;程鵬銘;劉新新;羅波;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L27/12
• 分類號: H01L27/12;H01L29/78;H01L29/06
• 代理公司: 電子科技大學專利中心
• 代理人: 葛啟函

技術領域

本發明屬于半導體功率器件技術領域，主要應用于PDP(Plasma?Display?Panel)等離子平板顯示器驅動芯片。

背景技術

等離子顯示器以其出眾的圖像效果、獨特的數字信號直接驅動方式而成為優秀的視頻顯示設備和高清晰的電腦顯示器，是目前大型壁掛式電視、HDTV(High?Definition?Television)和大型多媒體顯示屏的發展趨勢。相比液晶面板，等離子面板能以更少的工序、更快的時間、更低的設備投資完成同等產能產品的制造，并且具有視角寬、壽命長、刷新速度快、光效及亮度高、易于制作大屏幕，工作溫度范圍寬等許多優良特性。隨著等離子平板顯示器朝大尺寸和高分辨率方向發展，單個屏幕所需的驅動芯片數目顯著增加，這就對驅動芯片提出了多輸出和緊縮芯片面積的需要。在PDP驅動芯片中高壓器件占據了芯片的絕大部分面積，并且相對于邏輯電路具有很大的功耗，因此PDP驅動芯片中的高壓器件設計尤為關鍵。

文獻(1)Kenya?Kobayashi，Hiroshi?Yanagigawa，Kazuhisa?Mori，Shuichi?Yamanaka，AkiraFujiwara.High?Voltage?SOI?CMOS?IC?Technology?for?Driving?Plasma?Display?Panels.Proceedings?of?1998International?Symposium?on?Power?Semiconductor?Devices?and?ICs，Vol.10：141-144，采用硅基自隔離技術，在體硅材料上集成了高壓NMOS(HV-NMOS)和高壓PMOS(HV-PMOS)器件，如圖1所示。其中，1是p襯底，4是HV-NMOS?n型漂移區，9是HV-NMOS?n⁺漏區，7是HV-NMOS?n⁺源區，5是HV-NMOS源區p⁺阱接觸區，5和7被包圍在HV-NMOS源區p阱6中，8是HV-NMOS柵氧化層。2是深n阱，3是HV-PMOS?p型漂移區，13是HV-PMOS?p⁺漏區，11是HV-PMOS?p⁺源區，10是深n阱n⁺阱接觸區，12是HV-PMOS厚柵氧化層。HV-PMOS柵氧化層12較厚，可以承受高的柵源電壓V_GS，滿足電平位移電路對HV-PMOS柵源間耐高壓的要求。14是場氧化層，16是多晶硅柵極，15是源極金屬，17是漏極金屬，18是金屬前介質。然而由于HV-NMOS和HV-PMOS采用硅基自隔離技術，具有很大的PN結隔離面積，且存在由p型漂移區3、深n阱2和p襯底1構成的寄生PNP管開啟的可能。此外，隨著溫度的升高反偏PN結的泄漏電流會急劇增加，增加了器件的功耗，并易導致由HV-NMOS?n型漂移區4、p襯底1、深n阱2和HV-PMOS?p型漂移區3構成的寄生晶閘管開啟。

發明內容

本發明目的在于提供一組基于厚層SOI材料的等離子平板顯示器驅動芯片用高壓器件。由于體硅技術采用PN結隔離，寄生效應嚴重，不易實現IGBT的單片集成。高端IGBT由于器件陰極會工作在高電位，因此較低端IGBT相比更難集成于體硅技術中。本發明中的SOI技術采用全介質隔離，可實現高耐壓、低導通電阻的IGBT單片集成，避免體硅技術所帶來的泄漏電流大、芯片面積大、寄生效應嚴重、同襯底各個電路單元間相互影響等缺點。利用LIGBT作為輸出管的等離子平板顯示器驅動芯片具有負載能力強、導通損耗小等優點。同時厚層SOI材料可以滿足器件高耐壓的要求，與薄層SOI技術相比自熱效應得到明顯緩解，且IGBT具有更低的導通電阻。這組基于厚層SOI材料的等離子平板顯示器驅動芯片用高壓器件充分利用了SOI技術的低漏電、占用芯片面積小、高速、高集成度、低功耗的特點，滿足了大尺寸PDP的發展需求。