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自出身以来，BCD 时刻就充分哄骗了两种主要时刻（多晶硅栅极 CMOS 和 DMOS 电源架构）在归拢芯片上的集成。它与双极元件的兼容性使得粗略创建将数字和模拟限制与高效电源管理部分相聚拢的 SoC（片上系统）。BCD 工艺的生成基于 CMOS 基线和新光刻节点的几何缩放限定，以终了系数集顺利能的面积和老本的总体镌汰。从历史上看，BCD 时刻平台的发展受到流毒应用领域的鼓动，举例用于狡计的硬盘驱动器和用于工业应用的洞开限制。
BCD（双极 CMOS DMOS）是一种用于驱动高压元件的工艺，精深应用于音频放大器、RF（射频）和汽车工业等多样应用。它是电源 IC 的一项流毒时刻。该工艺波及用于精准模拟功能的双极、用于数字想象的 CMOS 和用于电源和高压的 DMOS。这意味着单个芯片具有图 1.1 所示的三种功能。这三个功能部分的想象具有不同的开发和优化圭臬。
可是，它们的集成关于终了正确的系统功能至关遑急。每个部分齐无法零丁终了系统的预期经营。它们必须协同责任智商提供所需的举座功能。为了终了最好性能并最大限制地减少由于耗散而产生的自热，遑急的是将不同部分尽可能围聚相互。这种接近性不错减少寄见效应，最大限制地减少信号延迟，并通过允许系数这个词芯片高效散热来增强热管理，如图 1.2 所示。
BCD（双极 CMOS DMOS）
典型的 BCD 时刻在归拢工艺中提供低压逻辑 CMOS 晶体管、高压晶体管、二极管、电阻器和 MIM 电容器。BCD 工艺具有寄生双极晶体管，异常顺应制作带隙基准等模拟电路。
图 1.1
图 1.2
使用BCD时刻的优点：
晋升系统可靠性
减少电磁侵扰
更小的芯单方面积
高动力效用
BCD时刻架构
图 2.1
C- 集电极，B- 基极，E- 辐照极，S – 源极，G – 栅极，D – 漏极，B – 实质
上图2.1给出了典型的BCD时刻架构。
上图3.1高慢了BCD时刻工艺经过。
BCD工艺经过详细：
从块状基底开动：
厚硅晶片。
多半掺杂 p 型杂质。
外延千里积：
基板上助长一层薄薄的略带 p 掺杂的硅层。
使用外延（epi）千里积时刻。
外延层的用途：
手脚后续制造要领的起先。
关于半导体器件制造至关遑急。
掺杂水平有计划（均衡掺杂水平）：
基板电阻：
它不应太低，以幸免基板中的电阻过大而损害器件性能。
硅的晶体结构不应太高，因为它不错确保制造的器件具有得意的电气性能和可靠性。
该工艺经过从块状衬底开动，块状衬底是一块掺杂多半 p 型杂质的厚硅晶片。
当电流注入衬底时，衬底电阻越小，噪声越低，电气表露性越高。这是因为衬底和终止环形成的寄生双极晶体管不太可能被较大的电流触发。
保抓低衬底电阻有助于最大限制地减少寄见效应并晋升半导体器件的举座性能和可靠性。
接下来，咱们注入埋层，即通过异常名义地注入锑（Sb）离子而创建的高度N掺杂区域。
随后，在埋层上方助长出新的 P 型外延层来容纳有源区。
然后实施深沟槽终止，以终了芯片不同部分之间的横向终止，其中性能和噪声禁锢至关遑急。该时刻波及在基板上蚀刻深沟槽并用二氧化硅 (SiO2) 等介电材料填充。
深沟槽终止可灵验终止半导体器件的有源区，从而减少串扰、走电流和其他可能镌汰性能并加多噪声的无益相互作用。这种终止时刻在高性能集成电路中尤为遑急，因为精准限制电气终止关于终了最好功能至关遑急。
随后，为集成电路界说有源区。凭据时刻节点和特定想象限定，半导体晶圆上的有源区不错分拨给单个器件或多个器件。这种分拨取决于多样身分，举例所需的电路功能、布局照管以及想象所需的集成度。
在半导体想象中，防护不同有源区域之间的电流流动至关遑急。这不时通过灵验的终止时刻来终了，举例局部氧化硅 (LOCOS) 或接收浅沟槽终止 (STI)。
接下来，咱们植入需要最大热预算的阱（HV 阱）。具体来说，它们是终止阱（衬底内的终止区域，可防护电路不同部分之间的电气相互作用）、LD-MOSFET 的阱（n 阱或 p 阱，以优化其性能并将它们与芯片上的其他组件终止），以及高压 n-MOS 和 p-MOS 的主体（终止以确保正确偏置并防护可能导致开采故障或损坏的偶然电流）。
在半导体制造中，完成注入工艺后，股票买卖衬底会在炉中履历热退火工艺。此退火要领关于激活注入衬底的掺杂剂以及开采注入过程中变成的晶体挫伤至关遑急。
退火工艺不时波及在受控环境中将晶圆加热至高温，使掺杂剂扩散到硅晶格中并形成所需的电结。这种热处理还有助于缓解晶体结构中的应力，从而晋升所制造的半导体器件的举座质料和可靠性。
咱们还植入了需要最低热预算的阱（LV 阱）。植入后，基板通过快速热退火 (RTA) 进行必要的热处理。
在半导体制造中，MOSFET 晶体管的栅极氧化物是使用原位蒸汽生成 (ISSG) 工艺助长的。该顺序波及原位生成蒸汽 (H2O)，不时通过晶圆名义的氢 (H2) 与氧 (O2) 发生响应。然后使用蒸汽助长一层薄薄的二氧化硅 (SiO2)，用作栅极氧化物。
关于高压器件，最初将栅极氧化物助长到其所需的最大厚度。随后，试验讳饰要领，其中应用掩膜来界说需要氧化物的区域。然后蚀刻掉氧化物的浮现区域，只在所需区域留住栅极氧化物。栅极氧化物赓续助长，要点是终了所需的最终厚度。这种助长不错凭据需要部分延长到高压区域，确保系数这个词基板的均匀性和合适的绝缘性。
在掺杂厚的多晶硅层后，将高剂量的硼或砷注入需要创建 n+ 或 p+ 区域的特定区域。在进行金属战斗的特定区域形成硅化物层。硅化物层的形成灵验地将半导体-金属结回荡为金属-金属结。终末一步是后端 (BEOL) 工艺，指的是波及金属互连集成的制造终末阶段。
不时，MIM 电容用具于 BCD 时刻，因为它们不错最大限制地减少寄生电容到基板。MIM 电容器最好在时刻 BEOL 的上部金属层之间终了。MIM 电容器的另一个优点是它们不错堆叠在有源元件上方，与其他惩处有经营比较，不错减小芯片尺寸。
CMOS 中的 PMOS/NMOS 器件最常见的有四个端子（栅极源极漏极体），但在咱们的想象中，咱们有七个 PMOS 端子和六个 NMOS 端子器件，差异如下图 4.1 和图 4.2 所示。
咱们开采中的其他三个结尾是：
DPW（深P阱） -深P阱屏蔽了包含PMOS晶体管的N阱，防护其从外延层而不是N阱手脚电荷集合电极集合信号电荷。
ISO NBL（终止 N 型埋层）——用于终了不同电压下责任的电路之间的终止或防护噪声通过内行 P 衬底耦合。它用作 P 衬底内的 N 型掺杂剂埋层。该层灵验地将衬底的不同区域相互终止，防护偶然的电气相互作用并减少电路之间的噪声传播。ISO NBL 有助于最大限制地减少通过衬底的噪声耦合。
SUB ISO（终止基板）——数字模块中的多半开关可能会影响 RF 和模拟模块的性能，反之也是。咱们不错将电路的各个模块相互终止，这么 RF 和数字模块之间通过基板的耦合就会最小。固然，电源线和地线之间存在相互作用，必须单独惩处。
这种终止使得HVNW（高压N阱）和NBL（N埋层）处于不同的电位。
DPW端子连续地线，NBL端子连续电源线，SUB端子连续地线。
ISO环的层信息如图5.1所示。
系数 PMOS 和 NMOS 器件簇齐舍弃在终止环中，如下图 5.2 所示。
为了使用典型的 MOS（金属氧化物半导体）器件处理高压信号，器件端子不时会浮动，从而粗略生动地处理高压信号，同期保抓操作完好性并防护电气应力。在 CMOS（互补金属氧化物半导体）工艺中，基板浮动如实会镌汰性能，这主若是由于基板的电阻率较低。
为了惩处与衬底浮动相干的挑战并晋升 CMOS 想象的性能，接收了三阱结构。该结构灵验地将晶体管主体和深 N 阱与衬底终止，从而终了单独偏置。由于寄生电容和其他身分，终止恶果会随频率而变化。在低频下，终止不时很灵验，因为终止区域（举例深 N 阱和衬底之间）之间的关态电阻很高。这种高电阻可最大限制地减少走电流并防护不同区域之间的信号平直耦合。