一種可調恆流源集成晶片的製作方法

2023-05-30 11:58:56

一種可調恆流源集成晶片的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種可調恆流源集成晶片，它包括作為N-摻雜區的單晶矽N-型拋光片，在所述N-摻雜區的背面設置有N+重摻雜區，在所述N-摻雜區的正面設置有三極體Q2、恆流二極體CRD、三極體Q1和電阻R，所述電阻R的N+摻雜區的一端與三極體Q2的N+摻雜區相連，同時作為恆流源集成晶片的陰極，另一端分別與三極體Q1的N+摻雜區、三極體Q2的P摻雜區相連；所述三極體Q1的P摻雜區分別與恆流二極體CRD的P摻雜區、三極體Q2的P摻雜區、三極體Q2的N摻雜區相連；所述恆流二極體CRD的N摻雜區分別與恆流二極體CRD的P摻雜區、第二N+摻雜區相連；所述N+重摻雜區作為恆流源集成晶片的陽極。
【專利說明】一種可調恆流源集成晶片
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種集成晶片，特別涉及一種可調恆流源集成晶片。屬於集成晶片【技術領域】。
【背景技術】
[0002]恆流源是能夠向負載提供恆定電流的電源，廣泛用於電子線路中，特別是近年來的LED照明的興起，其恆流驅動方案更是推動了低成本、高可靠的恆流源器件發展。目前按照恆流源電路主要組成器件的不同，可分為三類:電晶體恆流源(參見圖6)、結型場效應管恆流源(參見圖7)、集成運放恆流源。三種方案有各自不同的優缺點，電晶體恆流源恆流電流可調,但動態電阻相對較小,恆流性能較差；場效應恆流管恆流性能較好,但晶片面積利用率低(恆流電流大小與晶片面積比)，恆流電流不可調，晶片成品率低(對製造工藝的工藝水平要求較高)；集成運放恆流源雖然性能較好，但製造工藝複雜，成本較高，並且電晶體恆流源與集成運放恆流源通常為獨立元器件組成的電路，可靠性相對較低。

【發明內容】

[0003]本實用新型的目的在於克服上述不足，提供一種可調恆流源集成晶片及製造方法，提高恆流性能，實現恆流電流大小的線性調整，同時製造工藝相對簡單，且因各組件均集成在一枚晶片上，因此實現了高可靠性、低成本。
[0004]本實用新型的目的是這樣實現的:一種可調恆流源集成晶片，它包括作為N_摻雜區的矽襯底單晶N_型拋光片；在所述N_摻雜區的背面設置有N+重摻雜區；在所述N_摻雜區的正面設置有三極體Q2的第一 P—摻雜區與恆流二極體CRD的第二 P—摻雜區；在所述第
一P_摻雜區上摻雜形成第一 N摻雜區，在所述第二 P_摻雜區上摻雜形成述第二 N摻雜區；在所述第一 N摻雜區上形成第一 P摻雜區，在第一 P_摻雜區上形成第二 P摻雜區，在所述第
二P_摻雜區上形成第三P摻雜區和第四P摻雜區，在矽襯底的N_摻雜區上分別形成三極體Ql的第五P摻雜區與電阻R的第六P摻雜區；在所述第一 P摻雜區上形成第一 N+摻雜區，在矽襯底的N—摻雜區上形成第二 N+摻雜區，在第五P摻雜區上形成第三N+摻雜區，在電阻R的第六P摻雜區上形成第四N+摻雜區；所述電阻R的第四N+摻雜區的一端與第一 N+摻雜區相連，同時作為恆流源集成晶片的陰極；所述第四N+摻雜區的另一端分別與第三N+摻雜區、第一 P摻雜區相連；所述第五P摻雜區分別與第四P摻雜區、第二 P摻雜區、第一 N摻雜區相連；所述第二 N摻雜區分別與第三P摻雜區、第二 N+摻雜區相連；所述N+重摻雜區作為恆流源集成晶片的陽極。
[0005]對摻雜區的摻雜類型N、P型進行互換，即N型變為P型，P型變為N型，所述矽襯底正面為陽極，背面為陰極。
[0006]在所述電阻R正面SiO2薄膜上設置有一多晶矽條，使得多晶矽條形成電阻R，採用多晶矽電阻可以方便的調節其電阻阻值的溫度特性。
[0007]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:[0008]1、常規的電晶體恆流源，其三極體Ql基極驅動採用電阻驅動方案，由於電阻電流與電壓的線性關係，使得恆流電流調整電阻Rl上的電壓鉗位效果不佳，使得恆流特性較差，另一方面三極體Ql的基極驅動電阻R2上的電阻電流更進一步的使得恆流特性變差；而在本發明中，三極體Ql基極驅動採用了電流較小的恆流二極體CRD進行驅動，由於恆流二極體本身電流固定不變，因此電流調整電阻Rl上的電壓鉗位效果較佳，恆流二極體自身的恆流電流也不會對總的恆流動態電阻產生不利影響，因此本發明採用的電路方案具有更大的恆流動態電阻，恆流特性更好。
[0009]2、本發明的恆流電流大小基本由電阻R的阻值大小決定，因此可通過調整阻值的大小調整恆流電流大小，並且可通過外接電阻與電阻R並聯的方式改變阻值大小，從而實現對恆流電流大小的線性調整，這是常規結型場效應恆流二極體所不具備的能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型中實施例一涉及的一種可調恆流源集成晶片的結構示意圖。
[0011]圖2為本實用新型中實施例一涉及的一種可調恆流源集成晶片的應用示意圖。
[0012]圖3為本實用新型中實施例二涉及的一種可調恆流源集成晶片的結構示意圖。
[0013]圖4為本實用新型中實施例三涉及的一種可調恆流源集成晶片的結構示意圖。
[0014]圖5為本實用新型一種可調恆流源集成晶片的電路原理圖。
[0015]圖6為典型電晶體恆流源電路原理圖。
[0016]圖7為典型結型場效應恆流源剖面結構圖。
[0017]其中:
[0018]Ni參雜區I
[0019]N+重摻雜區2
[0020]第一 P_摻雜區3
[0021]第二 P_摻雜區4
[0022]第一 N摻雜區5
[0023]第二 N摻雜區6
[0024]第一 P摻雜區7
[0025]第二 P摻雜區8
[0026]第三P摻雜區9
[0027]第四P摻雜區10
[0028]第五P摻雜區11
[0029]第六P摻雜區12
[0030]第一 N+摻雜區13
[0031]第二 N+摻雜區14
[0032]第三N+摻雜區15
[0033]第四N+摻雜區16
[0034]多晶矽條17。
【具體實施方式】[0035]實施例一:
[0036]參見圖1、圖2、圖5，本實用新型涉及一種可調恆流源集成晶片，它包括作為N_摻雜區I的單晶矽N_型拋光片；在所述N_摻雜區I的背面設置有N+重摻雜區2 ;在所述N_摻雜區I的正面設置有三極體Q2的第一 P_摻雜區3與恆流二極體CRD的第二 P_摻雜區4 ；在所述第一 P_摻雜區3上摻雜形成第一 N摻雜區5，在所述第二 P_摻雜區4上摻雜形成述第二 N摻雜區6 ;在所述第一 N摻雜區5上形成第一 P摻雜區7，在第一 P_摻雜區3上形成第二 P摻雜區8，在所述第二 P—摻雜區4上形成第三P摻雜區9和第四P摻雜區10，在矽襯底的N—摻雜區I上分別形成三極體Ql的第五P摻雜區11與電阻R的第六P摻雜區12 ；在所述第一 P摻雜區7上形成第一 N+摻雜區13，在矽襯底的N_摻雜區I上形成第二 N+摻雜區14，在第五P摻雜區11上形成第三N+摻雜區15，在電阻R的第六P摻雜區12上形成第四N+摻雜區16 ;所述電阻R的第四N+摻雜區16的一端與第一 N+摻雜區13相連，同時作為恆流源集成晶片的陰極；所述第四N+摻雜區16的另一端分別與第三N+摻雜區15、第一P摻雜區7相連；所述第五P摻雜區11分別與第四P摻雜區10、第二 P摻雜區8、第一 N摻雜區5相連；所述第二 N摻雜區6分別與第三P摻雜區9、第二 N+摻雜區14相連；所述N+重摻雜區2作為恆流源集成晶片的陽極。
[0037]實施例二、如圖3所示，本實施例與實施例一的區別在於，對摻雜區摻雜類型N、P型進行互換，即N型變為P型，P型變為N型，結構上仍然相同，最終實現的功能也相同，只是相應的電極極性相反，即N_摻雜區矽襯底的正面為陽極，背面為陰極。
[0038]實施例三、如圖4所示，本實例與實例一及實例二的主要區別為，對其中的組件電阻R採用的是多晶矽電阻，而實例一及實例三採用的是矽N阱或者P阱電阻，採用多晶矽電阻，可以方便的調節其電阻阻值的溫度特性，從而最終獲得符合要求的恆流源恆流溫度特性。具體區別為，在所述電阻R正面的多晶矽薄膜上設置有一多晶矽條，使電阻R形成多晶矽電阻。
【權利要求】
1.一種可調恆流源集成晶片，其特徵在於它包括作為N_摻雜區(I)的單晶矽N_型拋光片，在所述N_摻雜區(I)的背面設置有N+重摻雜區(2)，在所述N_摻雜區(I)的正面設置有三極體Q2的第一 P—摻雜區(3)與恆流二極體CRD的第二 P—摻雜區(4)，在所述第一 P—摻雜區(3)上摻雜形成第一 N摻雜區(5)，在所述第二 P_摻雜區(4)上摻雜形成述第二 N摻雜區(6)，在所述第一 N摻雜區(5)上形成第一 P摻雜區(7)，在第一 P_摻雜區(3)上形成第二P摻雜區(8)，在所述第二 P—摻雜區(4)上形成第三P摻雜區(9)和第四P摻雜區(10)，在矽襯底的N—摻雜區(I)上分別形成三極體(Ql)的第五P摻雜區(11)與電阻R的第六P摻雜區(12)，在所述第一 P摻雜區(7)上形成第一 N+摻雜區(13);在矽襯底的N_摻雜區(I)上形成第二 N+摻雜區(14);在第五P摻雜區(11)上形成第三N+摻雜區(15);在電阻R的第六P摻雜區(12)上形成第四N+摻雜區(16)，所述電阻R的第四N+摻雜區(16)的一端與第一 N+摻雜區(13)相連，同時作為恆流源集成晶片的陰極；所述第四N+摻雜區(16)的另一端分別與第三N+摻雜區(15)、第一 P摻雜區(7)相連；所述第五P摻雜區(11)分別與第四P摻雜區(1210)、第二 P摻雜區(8)、第一 N摻雜區(5)相連；所述第二 N摻雜區(6)分別與第三P摻雜區(9)、第二 N+摻雜區(14)相連；所述N+重摻雜區(2)作為恆流源集成晶片的陽極。
2.根據權利要求1所述的一種可調恆流源集成晶片，其特徵在於對摻雜區摻雜類型N、P型進行互換，即N型變為P型，P型變為N型，所述矽襯底的正面為陽極，背面為陰極。
3.根據權利要求1或2所述的一種可調恆流源集成晶片，其特徵在於在所述電阻R正面的SiO2薄膜氧化層上設置有一多晶矽條(17)，使得多晶矽條形成電阻R。
【文檔編號】G05F1/56GK203733798SQ201420081395
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年2月26日 優先權日:2014年2月26日
【發明者】陳曉倫, 葉新民, 李建立, 馮東明, 王新潮 申請人:江陰新順微電子有限公司