一种三端固定正输出电压调整器及制作方法与流程

技术特征：
1.一种三端固定正输出电压调整器，其包括：一个输入端、一个输出端、一个公共端，在所述输入端、输出端之间的集成电路管芯上，设置有调整器的子单元结构，所述调整器的子单元结构包括：启动电路、恒流源电路、基准电压源、误差放大器、调整管模块、取样电路、过热保护单元、安全工作区保护单元；输入电压经所述输入端进入电路，所述启动电路导通后，启动所述恒流源电路，然后进入所述基准电压源、所述误差放大器的电路，建立起始工作电流；所述调整管模块确保输出电压的稳定性；所述取样电路设置于所述调整管模块、所述输出端之间，基于对所述取样电路的电阻的调整，实现在所述输出端输出不同的电压；所述过热保护单元基于过热保护元件实现，对所述调整管模块的温度进行过热保护；所述安全工作区保护单元在所述调整管模块发生过流和输出短路时，对所述调整管模块进行过流和短路保护；其特征在于：所述基准电压源为多管能隙电压基准源；所述基准电压源设置于所述启动电路和所述调整管模块之间，控制所述调整管模块的注入电流；所述恒流源电路采用镜像恒流源，基于双集电极、共发射极的三极管实现；所述误差放大器基于有源负载的达林顿管共射放大器实现；所述调整管模块为平面结构，包括两个npn晶体管，二者接成达林顿管射级输出器的结构。2.根据权利要求1所述一种三端固定正输出电压调整器，其特征在于：所述集成电路管芯的版图上，所述调整管模块设置在所述集成电路管芯的一端，将所述调整管模块的中心线设置为热对称线，沿所述热对称线远离所述调整管模块的方向，以温度为标准依次设置弧形等温线；所述过热保护单元、所述安全工作区保护单元设置于所述调整管模块最近的位置；所述取样电路、所述基准电压源的电路设置于距离所述调整管模块最远的位置；所述误差放大器的电路设置在所述取样电路、所述基准电压源的电路和所述过热保护单元之间；所述过热保护单元和所述安全工作区保护单元、所述取样电路和所述基准电压源、所述误差放大器分别分布在一个所述等温线上，同时均匀分布在所述热对称线两侧。3.根据权利要求1所述一种三端固定正输出电压调整器，其特征在于：所述调整管模块的面积与所述集成电路管芯面积的比例大于50%。4.根据权利要求1所述一种三端固定正输出电压调整器，其特征在于：所述多管能隙电压基准源电路中，基准源每路的工作电流为120μa。5.根据权利要求1所述一种三端固定正输出电压调整器，其特征在于：所述调整管模块包括两个三极管，采用npn－npn达林顿结构调整管结构；集电极从所述集成电路管芯上表面引出，采用浓磷深n

结集电极接触和u型集电极结构；所述调整管模块的发射极采用鱼骨状结构，所述发射极包括n个平行设置的发射区，在每个所述发射区分支上都串联一个镇流电阻；所述调整管模块结构中，在所述p扩散区和所述基区接触之间为一个p型沟道电阻。6.根据权利要求1所述一种三端固定正输出电压调整器，其特征在于：所述调整器的子单元结构的电路包括：启动电路、基准电压源的电压基准电路、调整管模块的调整电路、取样电路、过热保护单元的过热保护电路、安全工作区保护单元的安全工作区保护电路、恒流源电路；
所述启动电路包括：电阻r1、r11、r12、r13、r18，齐纳二极管d1、三极管q12、q18；所述基准电压源的电压基准电路包括：三极管q1~q10、q17，电容c1、c2，电阻r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10，所述恒流源电路基于pnp三极管q11a、q11b实现；所述调整管模块的调整电路包括三极管q15、q16；所述安全工作区保护单元的安全工作区保护电路包括：三极管q14，齐纳二极管d2，电阻r14、r15、r16、r17、r19；所述取样电路包括：电阻r20、r21；所述过热保护单元的过热保护电路包括：三极管q13；所述输入端连接所述电阻r1的一端、所述三极管q12的集电极、所述三极管q11a的发射极、所述三极管q11b的发射极、所述电阻r17的一端、所述三极管q15的集电极、所述三极管q16的集电极；所述电阻r1的另一端连接所述三极管q12的基极、所述二管d1的负极，所述三极管q12的发射极连接所述电阻r12的一端、所述三极管q17的基极；所述电阻r12的另一端连接所述三极管q18的基极、所述电阻r11的一端；所述电阻r11的另一端连接所述电阻r13的一端、所述三极管q13的基极；所述电阻r13的另一端连接所述二管d1的正极、所述三极管q13的发射极、所述电阻r4的一端、所述三极管q3的发射极、所述电阻r5的一端、所述电阻r6的一端、所述电阻r8的一端、所述三极管q8的发射极、所述三极管q10的集电极、所述电阻r21的一端后接入所述公共端；所述三极管q13的集电极连接所述三极管q11b的集电极、所述三极管q14的集电极、所述三极管q15的基极、所述电阻r10的一端；所述三极管q11a的基极连接所述三极管q11b的基极、所述三极管q11a的集电极、所述三极管q17的集电极、所述三极管q18的集电极；所述三极管q18的发射极连接所述电阻r18的一端；所述电阻r18的另一端连接所述三极管q2的集电极、所述三极管q1的发射极、所述电阻r2的一端；所述三极管q17的发射极连接所述三极管q1的集电极；所述三极管q1的基极连接所述电阻r21的另一端、所述电阻r20的一端、所述三极管q6的基极；所述三极管q2的基极连接所述电阻r2的另一端、所述电阻r3的一端，所述三极管q2的发射极连接所述电容c2的一端、所述三极管q3的基极、所述电阻r4的另一端；所述电容c2的另一端连接所述电阻r3的另一端、所述三极管q4的基极、所述三极管q3的集电极；所述三极管q4的集电极连接所述电阻r7的一端、所述三极管q6的发射极；所述三极管q4的发射极连接所述三极管q5的基极、所述电阻r5的另一端；所述三极管q5的发射极连接所述电阻r6的另一端；所述三极管q5的集电极连接所述三极管q7的基极、所述电容c1的一端、所述电阻r7的另一端；所述三极管q6的集电极连接所述电容q15的发射极、所述电阻r15的一端、所述三极管q16的基极；所述三极管q7的集电极连接所述电容c1的另一端、所述电阻r9的一端、所述三极管q10的基极、所述三极管q8的集电极；所述三极管q7的发射极连接所述三极管q8的基极、所述三极管q9的基极和集电极；所述三极管q9的发射极连接所述电阻r8的另一端；所述三极管q10的发射极连接所述电阻r9的另一端、所述电阻r10的另一端；所述电阻r20的另一端连接所述电阻r16的一端、所述电阻r19的一端后，接入所述输出端；所述电阻r16的另一端连接所述三极管q16的发射端、所述电阻r14的一端；所述电阻r19的另一端连接所述三极管q14的发射极；所述三极管q14的基极连接所述电阻r14的另一端、所述电阻r15的另一端、所述二极管d2的正极；所述单租r17的另一端连接所述二极管d2的负极。7.一种三端固定正输出电压调整器的制作方法，其包括以下步骤：s1：备料，采用p型硅单晶抛光基片；s2：初始氧化，在基片表面氧化；
s3：埋层扩散，在基片上注入n型半导体杂质，退火，形成深结、高浓度、低方阻的n 埋层区域；s4：外延淀积，生成n型外延层；s5：隔离扩散，经过光刻、离子注入、退火，生成p型隔离区；s6：深磷扩散，经光刻，在npn晶体管的集电区形成集电区，扩散高浓度磷并退火；s7：基区扩散，经光刻，刻蚀出基区，注入硼，并退火，使其扩散形成基区；s8：发射区扩散，在基区上刻蚀出发射区，进行磷扩散，退火成npn晶体管的发射区；s9：通过在基片表面淀积二氧化硅后，刻蚀出引线孔；淀积金属铝，光刻形成互联的金属布线s10：经表面钝化、晶圆减薄、背面金属化、晶圆热烘培、中间测试、划片后，形成集成电路管芯；s11：对所述集成电路管芯进行后续工序得到电压调整器成品ic；所述后续工序包括：装配、烧结、检验、键合、封装、测试、筛选；其特征在于：步骤s3的埋层扩散操作中，采取增加外延层的厚度，同时埋层采用高温、长时间扩散，在外延层生长之前，采用氯化氢气相抛光，降低表面浓度，控制埋层反扩；步骤s6的深磷扩散操作中，基于浓磷深结扩散的方式，使深磷扩散穿通到埋层；同时降低埋层方阻，提高集电区杂质浓度，减少集电极的串联电阻；步骤s7的基区扩散操作中，采用离子注入技术，严格控制基区硼电阻的方阻；步骤s8的发射区扩散操作中，增加发射区磷的浓度，降低发射区限流电阻的阻值。8.根据权利要求7所述一种三端固定正输出电压调整器的制作方法，其特征在于：步骤s3的埋层扩散操作中，结深控制为：10
±
1μm，方阻控制为12
±
3ω/sq；步骤s4中，所述外延层厚度控制范围为：15
±
0.5 μm，步骤s6的深磷扩散操作中，深磷区方阻<0.8ω/sq；步骤s7的基区扩散操作中，基区硼电阻的方值控制为140 ω/sq
±
10%，结深控制为：3.2
±
0.2μm，单结电压bv
cb
≥100v；步骤s8的发射区扩散操作中，发射区限流电阻的方值控制为3
±
0.5ω/sq，npn的电流放大系数β控制为250
±
50，npn的结电压bv
ce ≥60 v。9.根据权利要求7所述一种三端固定正输出电压调整器的制作方法，其特征在于：步骤s9中，在基片表面淀积二氧化硅后，刻蚀引线孔之前，在基片表面上生长了一层致密的氮化硅。10.根据权利要求7所述一种三端固定正输出电压调整器的制作方法，其特征在于：步骤s10中的背面金属化操作中，背面金属化采用ti
‑
ni
‑
ag结构。

技术总结
本发明提供一种三端固定正输出电压调整器，其集成度高、体积小、温度稳定性高，同时具备稳定的性能，能够广泛用于各种仪器和电子设备中。其包括：一个输入端、一个输出端、一个公共端，在所述输入端、输出端之间的集成电路管芯上，设置有调整器的子单元结构，所述调整器的子单元结构包括：启动电路、恒流源电路、基准电压源、误差放大器、调整管模块、取样电路、过热保护单元、安全工作区保护单元；同时，本专利也公开了一种三端固定正输出电压调整器的制作方法。作方法。作方法。


技术研发人员：张宝华
受保护的技术使用者：无锡天和电子有限公司
技术研发日：2021.08.03
技术公布日：2021/11/8