平板显示器驱动芯片中NLDMOS寄生电容Journalof.PDFVIP

第 26 卷 　第 7 期 半 　导 　体 　学 　报 Vol . 26 　No . 7 2005 年 7 月 C H IN ESE J OU RNAL O F SEM ICONDU C TOR S J uly ,2005 平板显示器驱动芯片中 NLDMOS 寄生电容 李海松 　孙伟锋 　易扬波 　俞军军 　陆生礼 ( 东南大学国家专用集成电路系统工程技术研究中心 , 南京 　2 10096) 摘要 : 功率器件寄生电容的大小直接关系到平板显示器驱动芯片的功耗及性能. 本文利用器件的动态电流来分析 NL DMO S 寄生电容特性. 在不影响 NLDMO S 直流特性的前提下 ,通过改变鸟嘴位置 ,得到具有低寄生电容的高性 能器件. 将该器件应用于平板显示器驱动芯片高低压转换电路 ,模拟结果证明该电路的自身功耗降低了 34 % ,高压 输出对低压控制信号的扰动减小了32 %. 关键词 : 低功耗 ; 鸟嘴 ; 寄生电容 ; 高低压转换电路 EEACC : 2570D ; 2560B 中图分类号 : TN7 10 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 02534 177 (2005) 1 　引言 2 　NLDMOS 结构 高压驱动芯片是平板显示器系统的核心部件之 本文所研究的NL DMO S 的基本结构如图 1 所 一 ,它将前级的低压控制信号转换为高压驱动信号 , μ 示. 该 NL DMO S 在基于 15 m 的标准低压 CMO S 以实现图像显示. 平板显示器高压驱动芯片输出电 工艺线上实现 ,选用 1 ×1015 cm - 3 的p 型硅作为衬 压一般在 60 ～200V 范围内,单路最大驱动电流一 底材料. 器件栅氧厚度为 25nm ; n 型漂移区长度为 般在几十 mA 到几百 mA . 由于芯片的功耗大 ,工作 μ μ 8 m ;采用磷注入 ;高温退火后 ,形成 25 m 深的 n 时会产生大量的热 ,使芯片的温度升高 ,从而影响功 阱. p 阱为硼注入 ,高温退火后 ,沟道表面有效浓度 率器件的各种特性[ 1 ,2 ] . 所以在芯片的设计过程中 , 为 1 ×1017 cm - 3 . 在该器件中 ,p 阱一方面用于调节 降低功耗是提高功率器件及芯片性能的一种有效途 开启电压 ;另一方面用于防止器件穿通和漏电. 流水 径. 试验结果表明 ,器件的开启电压为 17V ,在 Vgs = 0 目前国内外对功率器件的研究主要是针对器件 ～6V 范围内,Vds 的耐压可以达到 100V 以上. 的静态特性[3～5 ] ,而对动态特性 ,特别是从寄生电容 角度对器件进行设计尚不多见. 在平板显示器驱动 芯片工作时 , 由于负载主要为容性负载 ,功率器件寄 生电容的大小将直接决定高压 电路 自身功耗的大 小. 如果能够减小功率器件的寄生电容 ,便可以降低 芯片功耗 ,减小芯片发热量 ,从而使功率器件及芯片 的稳定性和可靠性得到提高. 本文通过分析 NL D MO S 鸟嘴位置变化对寄生电容的影响 ,优化器件的 图 1 　NL DMO S 纵向剖面图 寄生电容 ,得到性能更加优越的高压 NL DMO S ,并 Fig . 1 　Cro sssectional vie