具采樣及抗輻照加固功能的高壓DMOS設(shè)計.pdf

1、功率VDMOS器件除了廣泛應(yīng)用于家電、工業(yè)控制等領(lǐng)域外，還大量應(yīng)用于核環(huán)境和空天環(huán)境的電力電子系統(tǒng)。核環(huán)境和空天環(huán)境中存在的多種輻照效應(yīng)會造成VDMOS器件的特性變差，甚至引發(fā)失效，因此開展VDMOS器件的抗輻照性能的研究具有非常重要的意義。另外，VDMOS器件常工作于過電流狀態(tài)，因此迫切需要VDMOS具有采樣功能，以實現(xiàn)對VDMOS及其應(yīng)用系統(tǒng)的控制和保護，鑒于此，本文研究了具有抗總劑量輻照加固和具采樣功能的500V的高壓VDMOS。

2、
　　本文工作如下：
　　1、進行500V VDMOS的設(shè)計，包括工藝制程（前柵工藝、后柵工藝）、元胞設(shè)計（方形、條形、六角形）和終端設(shè)計，結(jié)合VDMOS器件需要抗總劑量輻照的要求，最終采用了后柵工藝流程和方形元胞，后柵工藝流程可減小熱過程對柵氧化層固定電荷和界面態(tài)的引入，提高了柵氧質(zhì)量，即提高器件的抗總劑量輻照能力。仿真結(jié)果表明：對器件進行200Krad(Si)的總劑量輻照后，器件擊穿電壓減小約60V，閾值漂移量值約為輻照

3、前閾值電壓的20％，但仍處于合理要求范圍內(nèi)。因此設(shè)計VDMOS器件在仿真中具有抗200Krad(Si)的總劑量輻照能力。
　　2、進行了采樣結(jié)構(gòu)研究。由于全局電流采樣方法會增加器件應(yīng)用回路的導(dǎo)通電阻，從而使功耗迅速增大，因此本設(shè)計采用了局部電流采樣，并應(yīng)用局部電流采樣原理設(shè)計了四種版圖結(jié)構(gòu)，采樣比約為1：4。該四種版圖結(jié)構(gòu)分別采用元胞、用pbody掩膜版光刻形成的帶狀pbody擴散阱、帶截止環(huán)和不帶截止環(huán)的終端結(jié)構(gòu)來隔離采樣元胞和