Integration of low voltage analog and logic circuits as well as high-voltage (HV) devices for operation at greater than 5 V enables Smart Power ICs used in almost any system that contains electronics.HVCMOS (High-Voltage CMOS) technologies offer much lower process cost, if compared to BCD technologies, they enable multiple HV levels on a single chip, and need less effort when scaling to smaller CMOS technology nodes or when integrating embedded nonvolatile memory.In this work we propose a new 0.35 mm HVCMOS technology that can overcome the previous limitations in drive currents. It can match the low HV chip sizes (Rdson) of typical BCD processes while maintaining the low process complexity with only 2 mask level adders on top of CMOS. We also introduce a figure of merit (FOM) for comparing HV technologies. Key elements of making this newly proposed 0.35 mm HVCMOS so competitive to BCD technologies are discussed and a device lifetime of more than 10 years, operating temperatures of 150 C and ESD robustness of 4 kV HBM and higher, as well as the integration of a highly robust embedded EEPROM=Flash technology is shown.We also provide first verification results of the scalability of the proposed 0.35 mm HVCMOS technology to 0.18 mm and beyond as well as to currents of up to 8 A.Skalierbare Hochvolt-CMOS-Technologie fü r ,,Smart Power''-und Sensoranwendungen.
Die Integration von analogen und digitalen Funktionen bei immer niedrigeren Versorgungsspannungen sowie deren Kombination mitHochvolt-Bauelementen mit Betriebsspannungen von deutlich mehr als 5 V sowie hoher Strombelastbarkeit ermö glicht den Aufbau von ,,Smart Power-Schaltkreisen'', die in modernen elektronischen Systemen nicht mehr wegzudenken sind. HVCMOS(Hochvolt-CMOS)-Technologien ermö glichen bei -im Vergleich zu BCD-Technologien -wesentlich geringeren Herstellungskosten verschiedene HVSpannungsebenen auf einem Chip, sie zeichnen sich auch durch leichte Skalierbarkeit aus, weiters kö nnen nichtflü chtige Speicher einfach integriert werden.In dieser Arbeit wird eine neue 0,35-m-HVCMOS-Technologie vorgestellt, die die bisherigen Grenzen bei der Stromergiebigkeit ü berwindet. Es sind mit BCD vergleichbare Chip-Grö ßen und Rdson-Werte mö glich, dennoch werden nur zwei zusä tzliche Masken benö tigt. Es werden eine Leistungskennzahl fü r den Vergleich solcher Prozesse vorgestellt und die wesentlichen Erfolgsfaktoren dieser Entwicklung diskutiert. Wesentliche Wettbewerbsfaktoren sind dabei eine Lebensdauer von > zehn Jahren, Betriebstemperaturen von 150 C und eine ESD-Festigkeit von >4 kV HBM sowie die Integration eines robusten EEPROM=Flash-Speichers. Es werden auch erste Ergebnisse der Skalierung der Bauelemente nach 0,18 m und kleiner sowie Resultate fü r die Steuerung von Strö men bis zu 8 A dargestellt.
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