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美国模拟器件公司（ADI）日前发布了一种创新的半导体制造工艺,它将高电压半导体工艺与亚微米CMOS（互补金属氧化物半导体）和互补双极型工艺结合在一起。ADI表示,为iCMOS（工业CMOS）工业制造工艺投入了最大的研发力量,它使如工企自动化和过程控制等高电压应用在性能、设计和节省成本方面达到了空前的水平。与采用传统CMOS制造工艺不同,按照这种iCMOS工业制造工艺制造的模拟IC能承受高达30 V电源电压,同时能提供突破的性能水平,降低系统设计成本,而且降低85％的功耗和减小30％的封装尺寸。
“在iCMOS工艺开发以前,工业设计工程师因为要考虑模拟CMOS产品的成本和功耗问题,迫使他们显著增加额外的信号调理、信号偏置和外部运算放大器以满足从执行机构到传感器各种高电压工业系统接口对高速率和低功耗的要求。”ADI公司制造工艺开发部有杰出贡献的技术专家Denis Doyle说。“在当时情况下,能够承受30 V电压的制造工艺是3.0 μm～5.0 μm各种工艺,如果再加上数字功能就会使其产品尺寸大得难以接受。然而iCMOS工艺使上述工艺陈旧,因为它能把更多的信号链路功能集成到一颗封装尺寸比以前小很多并且不牺牲性能的芯片内。
采用ADI公司的iCMOS工业制造工艺能制造出新型高性能模拟集成电路,它们能够在电噪声环境下工作而不用增加其它CMOS制造工艺需要的附加IC成本。这种iCMOS制造工艺还能使采用亚微米工艺尺寸的芯片承受高达30 V电压。其中可选的漏极扩展允许工作电压高达50 V。iCMOS工艺的主要特点是它能使单元电路与底层之间或单元电路与单元电路之间完全隔离。这就意味着通过对同一单芯片施加多种电源电压,一颗单芯片能实现5 V 电压CMOS电路和16 V,24 V或30 V高电压的CMOS电路混合和匹配。
按照ADI公司的iCMOS工业制造工艺制造的模拟IC允许工业设备开发商采用亚微米尺寸单片集成电路制造工艺将现代数字逻辑电路与高速模拟电路集成在一起,并且其小封装尺寸更小。例如,按照iCMOS工艺制造的ADC比按照现有的高电压CMOS工艺制造的ADC具有更高的性能、更低的功耗和更小的封装尺寸。类似地,按照ADI公司的iCMOS工艺制造的DAC可以集成能够驱动多种信号的放大器,无需外部独立的放大器芯片。按照ADI公司的iCMOS工业工艺制造的多路复用器采用16 引脚的TSOP（超薄小型封装）封装,其导通电阻（RON）仅3～4 Ω,RON均匀性降低至0.5 Ω,RON比工业标准大约降低85%,从而降低了在开关过程中引起的信号的失真。
此外,基于ADI公司的iCMOS工艺制造的模拟IC具有在同一芯片上承受多种电压的能力,使设计工程师能快速地将存储器集成到可能需要后续工艺配置的器件中。例如,在ADC中配置一个用于数字校准的片内存储器,能快速方便地将调节ADC的积分线性误差（INL）、失调增益和其它参数。另外,ADI公司的iCMOS工业制造工艺也支持软件设置。例如,按照软件设置的输入电压范围,工业系统制造商能将同一iCMOS单元电路设计到多种产品中,根据不同应用改变输入电压范围从而降低了总成本并且简化了产品设计。
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