东芝和日本半导体擦出火花，新技术为模拟电源IC提高可靠性
低电压模拟电源ic、物联网和电动汽车领域发挥着越来越重要的角色，由于工业机械和车辆的运行都需要很长的时间，这就对工业和车载中所用的ic提出了更高的可靠性要求。
提高ic的可靠性能，这是一项听似简单但操作起来十分棘手的工艺技术。不少半导体公司为此开发出了n通道ldmos，它能为电机控制ic和电源管理ic提供低的ron特性和高可靠性，应用前景被广泛看好。
但就在这个时候，东芝的研究发现n通道ldmos有一个负面特性，即其关断状态的泄漏电流（“ioff”）因长时间使用而急剧增加。增加的ioff有什么危害呢？它将导致电路运行故障，增加待机功耗！所以，改进n通道ldmos的关键在于找到抑制ioff的方案。
如何抑制ioff？
在研发相关技术的过程中，东芝与其制造子公司——日本半导体擦出了强烈的火花。
东芝凭借着在晶体管设计方面的专有知识，加上日本半导体在车载模拟ic业务中所积累的工艺技术，利用tcad仿真和实验数据，分析了ioff的机理，并确定了两种可抑制ioff增加、具有卓越容差的结构。
它们分别是具有扩展sti的结构和阶梯式氧化物结构：
3个n通道ldmos结构的截面图
两个新结构与传统结构中的ioff比较
第一种结构适合于ldmos只占芯片总面积一小部分的模拟电路，比如电机控制ic，因为它不需要附加的工艺步骤但ron仍会增加。第二种结构更适用于ldmos占芯片总面积较大部分的模拟电路，比如电机驱动器ic和dc-dc转换器，因为它即便采用附加的工艺步骤仍具有较低的ron且具有成本效益。
针对以上异同，我们可以在芯片设计或应用中选择合适的ldmos结构。
总言之，通过tcad仿真的阶梯式氧化物结构设计优化将使得ldmos比传统ldmos更有效地降低ron，从而实现更强的可靠性。ldmos的寿命提高了5倍，大大提高了模拟电源ic的寿命。
东芝和日本半导体共同研发的这项新技术目前已被广泛认可，并在5月16日于芝加哥举行的2018年功率半导体器件和ic国际研讨会（ispsd 2018）上被详细报告，它有望在明年被引入模拟电源ic中。
接下来，东芝和日本半导体在半导体工艺研发上还会擦出怎么样的火花呢？芝子表示敲期待的！
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