超結(jié)LDMOS器件設(shè)計.pdf

1、功率MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor)器件是功率電路的核心器件，而高壓LDMOS(LateralDouble-diffusedMOSFET)易于與低壓CMOS工藝兼容，所以高壓LDMOS是功率集成電路PIC(powerIntegratedCircuit)和高壓集成電路HVIC(HighVoltageIntegratedCircuit)的核心器件。功率器件發(fā)展過程中，導(dǎo)

2、通電阻和擊穿電壓是一對矛盾體，存在一個極限關(guān)系，為此研究者提出漂移區(qū)電荷補償理論即超結(jié)理論來突破這個極限，并把該理論應(yīng)用于橫向LDMOS器件。但是應(yīng)用在低阻值襯底上的超結(jié)LDMOS會產(chǎn)生所謂“襯底輔助耗盡效應(yīng)”，從而影響漂移區(qū)的電荷補償，導(dǎo)致?lián)舸╇妷合陆担@一效應(yīng)的存在限制了超結(jié)LDMOS的性能提高。
　　 本文設(shè)計采用理論分析和計算機(jī)輔助模擬相結(jié)合的方法，設(shè)計了一種兼容低壓CMOS工藝的新型600V體硅超結(jié)LDMOS器件，削弱

3、了襯底輔助耗盡效應(yīng)。論文首先詳細(xì)分析超結(jié)LDMOS理論和超結(jié)LDMOS存在的問題，然后對三種不同襯底上的超結(jié)LDMOS的發(fā)展進(jìn)行回顧和總結(jié)。提出P型柱體階梯形超結(jié)LDMOS，針對新型超結(jié)LDMOS的設(shè)計指標(biāo)進(jìn)行理論計算，然后根據(jù)理論計算值進(jìn)行單變量模擬優(yōu)化得出最終器件結(jié)構(gòu)。最后分析新型600V超結(jié)LDMOS的電學(xué)特性，主要包括靜態(tài)特性:如閾值電壓、擊穿電壓、開態(tài)特性;動態(tài)特性，如電容特性、柵電荷特性、開關(guān)特性、反向恢復(fù)特性、雪崩耐量等。