一种可调恒流源集成芯片及制造方法技术

本发明专利技术涉及一种可调恒流源集成芯片及制造方法，它包括作为N-掺杂区的单晶硅N-型抛光片，在所述N-掺杂区的背面设置有N+重掺杂区，在所述N-掺杂区的正面设置有三极管Q2、恒流二极管CRD、三极管Q1和电阻R，所述电阻R的N+掺杂区的一端与三极管Q2的N+掺杂区相连，同时作为恒流源集成芯片的阴极，另一端分别与三极管Q1的N+掺杂区、三极管Q2的P掺杂区相连；所述三极管Q1的P掺杂区分别与恒流二极管CRD的P掺杂区、三极管Q2的P掺杂区、三极管Q2的N掺杂区相连；所述恒流二极管CRD的N掺杂区分别与恒流二极管CRD的P掺杂区、第二N+掺杂区相连；所述N+重掺杂区作为恒流源集成芯片的阳极。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，它包括作为N-掺杂区的单晶硅N-型抛光片，在所述N-掺杂区的背面设置有N+重掺杂区，在所述N-掺杂区的正面设置有三极管Q2、恒流二极管CRD、三极管Q1和电阻R，所述电阻R的N+掺杂区的一端与三极管Q2的N+掺杂区相连，同时作为恒流源集成芯片的阴极，另一端分别与三极管Q1的N+掺杂区、三极管Q2的P掺杂区相连；所述三极管Q1的P掺杂区分别与恒流二极管CRD的P掺杂区、三极管Q2的P掺杂区、三极管Q2的N掺杂区相连；所述恒流二极管CRD的N掺杂区分别与恒流二极管CRD的P掺杂区、第二N+掺杂区相连；所述N+重掺杂区作为恒流源集成芯片的阳极。【专利说明】
本专利技术涉及一种集成芯片，特别涉及。属于集成芯片
。
技术介绍
恒流源是能够向负载提供恒定电流的电源，广泛用于电子线路中，特别是近年来的LED照明的兴起，其恒流驱动方案更是推动了低成本、高可靠的恒流源器件发展。目前按照恒流源电路主要组成器件的不同，可分为三类:晶体管恒流源(参见图14)、结型场效应管恒流源(参见图15 )、集成运放恒流源。三种方案有各自不同的优缺点，晶体管恒流源恒流电流可调，但动态电阻相对较小，恒流性能较差；场效应恒流管恒流性能较好，但芯片面积利用率低(恒流电流大小与芯片面积比)，恒流电流不可调，芯片成品率低(对制造工艺的工艺水平要求较高)；集成运放恒流源虽然性能较好，但制造工艺复杂，成本较高，并且晶体管恒流源与集成运放恒流源通常为独立元器件组成的电路，可靠性相对较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足，提供，提高恒流性能，实现恒流电流大小的线性调整，同时制造工艺相对简单，且因各组件均集成在一枚芯片上，因此实现了高可靠性、低成本。本专利技术的目的是这样实现的:一种可调恒流源集成芯片，它包括作为N_掺杂区的硅衬底单晶N_型抛光片；在所述N_掺杂区的背面设置有N+重掺杂区；在所述N_掺杂区的正面设置有三极管Q2的第一 P—掺杂区与恒流二极管CRD的第二 P—掺杂区；在所述第一 掺杂区上掺杂形成第一 N掺杂区，在所述第二 掺杂区上掺杂形成述第二 N掺杂区；在所述第一 N掺杂区上形成第一 P掺杂区，在第一 P_掺杂区上形成第二 P掺杂区，在所述第二P_掺杂区上形成第三P掺杂区和第四P掺杂区，在硅衬底的N_掺杂区上分别形成三极管Ql的第五P掺杂区与电阻R的第六P掺杂区；在所述第一 P掺杂区上形成第一 N+掺杂区，在硅衬底的N—掺杂区上形成第二 N+掺杂区，在第五P掺杂区上形成第三N+掺杂区，在电阻R的第六P掺杂区上形成第四N+掺杂区；所述电阻R的第四N+掺杂区的一端与第一 N+掺杂区相连，同时作为恒流源集成芯片的阴极；所述第四N+掺杂区的另一端分别与第三N+掺杂区、第一 P掺杂区相连；所述第五P掺杂区分别与第四P掺杂区、第二 P掺杂区、第一 N掺杂区相连；所述第二 N掺杂区分别与第三P掺杂区、第二 N+掺杂区相连；所述N+重掺杂区作为恒流源集成芯片的阳极。对掺杂区的掺杂类型N、P型进行互换，即N型变为P型，P型变为N型，所述硅衬底正面为阳极，背面为阴极。在所述电阻R正面SiO2薄膜上设置有一多晶硅条，使得多晶硅条形成电阻R，采用多晶硅电阻可以方便的调节其电阻阻值的温度特性。—种上述可调恒流源集成芯片的制造方法，所述方法包括以下步骤: 步骤一、取一片单晶硅N_型抛光片，作为N_掺杂区硅衬底； 步骤二、在N_掺杂区硅衬底的背面重掺杂形成N+重掺杂区； 步骤三、在N_掺杂区上同步形成三极管Q2的第一 P_掺杂区与恒流二极管CRD的第二 P_掺杂区； 步骤四、在三极管Q2的第一 P_掺杂区上掺杂形成第一 N掺杂区，在恒流二极管CRD的第二 P.掺杂区上掺杂形成第二 N掺杂区； 步骤五、在三极管Q2的第一 N掺杂区上形成第一 P掺杂区，在第一 P—掺杂区上形成第二 P掺杂区；在恒流二极管CRD的第二 P_掺杂区上形成第三P掺杂区及第四P掺杂区，在硅衬底的N_掺杂区上分别形成三极管Ql的第五P掺杂区与电阻R的第六P掺杂区； 步骤六、在三极管Q2的第一 P掺杂区上形成第一 N+掺杂区，在硅衬底的N—掺杂区上形成第二 N+掺杂区；在三极管Ql的第五P掺杂区上形成第三N+掺杂区；在电阻R的第六P掺杂区上形成第四N+掺杂区； 步骤七、在第一 N掺杂区、第二 N掺杂区、第一 P掺杂区、第二 P掺杂区、第三P掺杂区、第四P掺杂区、第五P掺杂区、第一 N+掺杂区、第二 N+掺杂区、第三N+掺杂区的SiO2上刻蚀出引线孔窗口，在电阻R的第四N+掺杂区的SiO2上刻蚀出两个引线孔窗口作为电阻R的两个端口，电阻R的第四N+掺杂区的其中一个引线孔与三极管Q2的第一 N+掺杂区相连，同时作为恒流源集成芯片的阴极；电阻R的第四N+掺杂区的另一个引线孔与三极管Ql的第三N+掺杂区、三极管Q2的第一 P掺杂区相连；三极管Ql的第五P掺杂区与恒流二极管CRD的第四P掺杂区、三极管Q2的第二 P掺杂区、三极管Q2的第一 N掺杂区相连；恒流二极管CRD的第二 N掺杂区与恒流二极管CRD的第三P掺杂区、第二 N+掺杂区相连；N_掺杂区硅衬底的背面N+重掺杂区做为恒流源集成芯片的阳极。在步骤六与步骤七之间添加一步，在所述电阻R正面的SiO2薄膜上淀积一层多晶硅薄膜并进行掺杂，再蚀刻形成需要的多晶硅条，然后再淀积一层SiO2薄膜作为多晶硅与下步金属连线间的绝缘介质层，最后使得多晶硅条形成电阻R，采用多晶硅电阻可以方便的调节其电阻阻值的温度特性。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果: 电路设计上: 1、常规的晶体管恒流源，其三极管Ql基极驱动采用电阻驱动方案，由于电阻电流与电压的线性关系，使得恒流电流调整电阻Rl上的电压钳位效果不佳，使得恒流特性较差，另一方面三极管Ql的基极驱动电阻R2上的电阻电流更进一步的使得恒流特性变差；而在本专利技术中，三极管Ql基极驱动采用了电流较小的恒流二极管CRD进行驱动，由于恒流二极管本身电流固定不变，因此电流调整电阻Rl上的电压钳位效果较佳，恒流二极管自身的恒流电流也不会对总的恒流动态电阻产生不利影响，因此本专利技术采用的电路方案具有更大的恒流动态电阻，恒流特性更好。2、本专利技术的恒流电流大小基本由电阻R的阻值大小决定，因此可通过调整阻值的大小调整恒流电流大小，并且可通过外接电阻与电阻R并联的方式改变阻值大小，从而实现对恒流电流大小的线性调整，这是常规结型场效应恒流二极管所不具备的能力。集成工艺上: 1、恒流二极管CRD采用了结型场效应结构，并且工艺结构上与双极性三极管工艺兼容，极大的简化了工艺过程，并可通过降低p-掺杂区的表面掺杂浓度其工作电压，进而提高本专利技术的电压工作范围； 2、整个芯片的设计都是在同一硅衬底的【掺杂区上形成，工艺步骤简单，对制造工艺的加工能力要求不高，4、5吋硅芯片生产线工艺能力即可满足批量生产要求； 3、从本专利技术的恒流源电路原理上，恒流二极管CRD的恒流电流只要大于三极管Ql的基极电流，电路即可正常工作，因此只要三极管Ql的hFE够大，恒流二极管CRD的芯片面积可以较小。而常规的结型场效应管结构恒流二极管，由于要获得较佳的恒流电流温度系数，沟道的厚度不能过大，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调恒流源集成芯片，其特征在于它包括作为N‑ 掺杂区（1）的单晶硅N‑型抛光片，在所述N‑ 掺杂区（1）的背面设置有N+重掺杂区（2），在所述N‑ 掺杂区（1）的正面设置有三极管Q2的第一P‑掺杂区（3）与恒流二极管CRD的 第二P‑掺杂区（4），在所述第一P‑掺杂区（3）上掺杂形成第一N掺杂区（5），在所述第二P‑掺杂区（4）上掺杂形成述第二N掺杂区（6），在所述第一N掺杂区（5）上形成第一P掺杂区（7），在第一P‑掺杂区（3）上形成第二P掺杂区（8），在所述第二P‑掺杂区（4）上形成第三P掺杂区（9）和第四P掺杂区（10），在硅衬底的N‑掺杂区（1）上分别形成三极管（Q1）的第五P掺杂区（11）与电阻R的第六P掺杂区（12），在所述第一P掺杂区（7）上形成第一N+掺杂区（13）；在硅衬底的N‑掺杂区（1）上形成第二N+掺杂区（14）；在第五P掺杂区（11）上形成第三N+掺杂区（15）；在电阻R的第六P掺杂区（12）上形成第四N+掺杂区（16），所述电阻R的第四N+掺杂区（16）的一端与第一N+掺杂区（13）相连，同时作为恒流源集成芯片的阴极；所述第四N+掺杂区（16）的另一端分别与第三N+掺杂区（15）、第一P掺杂区（7）相连；所述第五P掺杂区（11）分别与第四P掺杂区（1210）、第二P掺杂区（8）、第一N掺杂区（5）相连；所述第二N掺杂区（6）分别与第三P掺杂区（9）、第二N+掺杂区（14）相连；所述N+ 重掺杂区（2）作为恒流源集成芯片的阳极。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓伦，叶新民，李建立，冯东明，王新潮，
申请(专利权)人：江阴新顺微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32