700V功率VDMOS設(shè)計.pdf

1、功率MOS場效應(yīng)晶體管是近年來功率器件領(lǐng)域發(fā)展速度相當(dāng)快的一種新型器件。垂直雙擴(kuò)散MOS管(VDMOS)作為功率MOS的重要一員，由于其輸入阻抗高、開關(guān)速度快、工作頻率高、驅(qū)動功率低、頻率特性好、熱穩(wěn)定性好等特點，為電力電子領(lǐng)域不斷高速發(fā)展提供強(qiáng)大支撐力量，大量應(yīng)用于開關(guān)電源、車用電子、光伏照明等市場。
　　隨著VDMOS應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，VDMOS的低壓與中高壓產(chǎn)品也越來越多。對于低壓領(lǐng)域的VDMOS，導(dǎo)通電阻越低，功耗越小，

2、市場競爭力越強(qiáng);而對于中高壓VDMOS而言，器件耐壓越高，對產(chǎn)品設(shè)計的要求就越高，投入的成本也會相應(yīng)增大，想要得到更強(qiáng)的市場競爭力就越難。
　　本文首先介紹功率半導(dǎo)體器件的發(fā)展歷程與應(yīng)用頻率和電壓范圍，并對功率VDMOS的發(fā)展與現(xiàn)狀作了詳細(xì)介紹。緊接著介紹了700V功率VDMOS的設(shè)計過程。基于Sentaurus TCAD仿真平臺，本文設(shè)計擊穿電壓700V，導(dǎo)通電阻2.4Ω、3.0Ω、3.3Ω，閾值電壓2～4V的功率VDMOS。在

3、生產(chǎn)工藝有一定限制的情況下，通過仿真優(yōu)化元胞結(jié)構(gòu)，減小導(dǎo)通電阻。
　　本文的終端結(jié)構(gòu)是在一款失效終端基礎(chǔ)上改進(jìn)并重新優(yōu)化設(shè)計的。首先，通過電測、微光顯微鏡(EMMI)漏電流定位和掃描電子顯微鏡(SEM)形貌分析等手段，對一款700V場限環(huán)終端結(jié)構(gòu)進(jìn)行失效分析。通過大量仿真驗證，研究其電流密度、電場、靜電勢和空間電荷等仿真模型，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)造成耐壓不足的場板(FP)結(jié)構(gòu)問題，并研究確定了有效的改進(jìn)辦法。最終，經(jīng)過優(yōu)化得到一款耐壓770