Hochvolt-MOS-Transistoren

XT018 erlaubt mehrere Hochvolt-Spannungen auf nur einem Chip

| Redakteur: Gerd Kucera

Der On-Widerstand beträgt nur 0,3 Ωmm² für 100-V- und 1,1 Ωmm² für 200-V-nMOS-Transistoren
Der On-Widerstand beträgt nur 0,3 Ωmm² für 100-V- und 1,1 Ωmm² für 200-V-nMOS-Transistoren (Bild: X-FAB)

Mit XT018 präsentiert X-FAB Silicon Foundries die weltweit erste dielektrisch isolierte 180-nm-Trench-SOI-Foundry-Technologie vor, die MOS-Schaltungen mit einer Spannung bis 200 V ermöglicht. Durch die dielektrische Isolation dieses modularen Prozesses lassen sich Blöcke auf verschiedenen Spannungsebenen auf einem einzigen Chip integrieren.

Statt die Blöcke wie bisher üblich auf verschiedene Chips verteilen zu müssen, sind sie mit dem XT018-Prozess auf unterschiedlichen Spannungsebenen eines Chips integrierbar. Dadurch wird die Zahl der auf Leiterplatten benötigten Komponenten wesentlich reduziert und Latch-ups vermieden. Gleichzeitig gewährleistet die dielektrische Isolation Immunität gegen elektromagnetische Interferenzen.

Die XT018 SOI-Technologie stellt die nach eigenen Angaben einzige verfügbare Foundry-Technologie für Anwendungen im Spannungsbereich zwischen 100 und 200 V dar. Sie eignet sich damit ideal für Anwendungen in den Bereichen Konsumelektronik, Medizin, Telekommunikations-Infrastruktur sowie Industrie-Applikationen, die eine bidirektionale Isolierung benötigen, beispielsweise PoE-Anwendungen, Ultraschall-Transmitter, Piezo-Aktuatoren und kapazitiv angetriebene Mikromechanik.

Die neue Technologie vereint vollständig isolierte Hochvolt-MOS-Transistoren mit einer 180-nm-Technologie für 1,8/5,0-V-I/O und bis zu sechs Verdrahtungsebenen. Ihre einzigartige Superjunction-Prozessarchitektur mit patentiertem dielektrischen HV-Abschluss für die MOS-Transistoren ermöglicht ein kompaktes Design mit einem On-Widerstand von nur 0,3 Ωmm² für 100-V- und 1,1 Ωmm² für 200-V-nMOS-Transistoren. Die HV-MOS-Transistoren sind so ausgelegt, dass sie sowohl für Low-Side- als auch für High-Side-Betrieb identische Parameter aufweisen.

Der modulare Aufbau des XT018-Prozesses verfügt zusätzlich über ein Modul mit nur 5 V Betriebsspannung für analog-fokussierte Anwendungen sowie HVnmos- und HVpmos-Module, die getrennt ausgewählt werden können. Die Technologie ist in vollem Umfang für einen Temperaturbereich von -40 bis 175 °C charakterisiert.

Zusätzlich bietet die neue XT018-Technologie eine Option für dickes Metall zum Routing höherer Stromstärken, isolierte 10-V-MOS-Transistoren, verschiedene Dioden und bipolare Transistoren, Poly-Widerstände im mittleren und hohen Widerstandbereich, Platz sparende MIM-Kondensatoren mit hoher Kapazität (2,2 bis 6,6 fF/µm²) sowie einen Hochspannungskodensator. Die Super-Junction-Technologie ermöglicht außerdem die Verwendung von Gleichrichterdioden mit 20 ns Sperr-Erholzeit (Reverse Recovery Time); dadurch sind Gleichrichter und Bootstrap-Schaltungen effektiv auf dem Chip integrierbar.

Dazu konstatiert Sebastian Schmidt, Product Marketing Manager für X-FABs Hochvolt-Produkte: „Unsere XT018-Technologie bietet exzellente Unterstützung beim Einsatz von dielektrisch isolierter Hochspannung bei der Schaltungsintegration. Eine derartige Isolierung ermöglicht den Einsatz unkomplizierter Designarchitekturen und ermöglicht so Entwicklungen mit kurzen Innovationszyklen durchzuführen und einem schnelleren Time-to-Market.“

In einem kostenlosen Webinar wird X-FAB am 27. und 28. November 2012 über die Einsatzmöglichkeiten und Vorzüge des neuen XT018-Prozesses sprechen.

Die X-FAB-Gruppe ist die führende analog/mixed-signal Foundry und fertigt im Kundenauftrag Siliziumwafer für analog-digitale integrierte Schaltkreise (mixed-signal ICs). Das Unternehmen unterhält Waferfabriken in Erfurt, Dresden und Itzehoe (Deutschland), Lubbock (Texas, US) und Kuching (Sarawak, Malaysia) und beschäftigt rund 2400 Mitarbeiter weltweit. Die Wafer werden auf der Grundlage modularer CMOS- und BiCMOS-Prozesse und MEMS-Prozesse in Technologien von 1,0 bis 0,13 µm gefertigt. Hauptanwendungsgebiete sind der Automobil-, Kommunikations-, Konsumgüter- und Industriebereich.

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