SOI高壓器件及功率開關集成電路的研究.pdf

1、SOI技術是21世紀重要的主流集成技術之一.它為器件及SOI技術提供了良好的隔離,減少了寄生效應,提高了工作速度,而且具有抗輻射能力強,集成度高等優(yōu)點.該文目的是為某軍工電路研究所設計,應用于某軍工系統(tǒng)研究所的火炮控制系統(tǒng)的SOI高壓器件及功率開關集成電路.該文主要進行了三個方面的工作:1、提出了降場電極U形漂移區(qū)的橫向高壓器件結構TSOI(TrenchSOI),并建立了該結構的解析理論[1];2、提出基于SIMOX外延襯底ESOI(E

2、pitaxial SIMOX SOI)的器件結構;3、設計了基于SIMOX處延襯底結構的功率開關集成電路.在新型橫向高壓器件結構TSOI的研究中,該文通過二維泊松方程建立其解析理論,正確描述了漂移區(qū)中電場的分布,并闡明其耐壓機理.通過將TSOI結構的LDMOS與常規(guī)RESURF結構SOI-LDMOS的比較,在同等耐壓下采用新型結構的器件長度縮短了1/2,比導通電阻降低了2/3.該文同時對基于該結構和屏蔽槽結構的SOI高壓復合結構進行了研

3、究[2-4].該文提出ESOI的新型器件結構,并對RESURF、槽柵及3D-RESURF的ESOI器件進行了理論分析與模擬仿真,得出了器件的反向阻斷與正向導通特性.在此基礎上,該文設計了性能滿足用戶要求的,基于ESOI襯底結構的功率開關集成電路,該集成電路可承受60~80V的反向過沖電壓,并具有過流,過壓等保護電路.基于ESOI的器件及集成電路不僅襯底材料制備工藝簡單,硅層厚度均勻性好,器件及電路特性具有SOI結構的優(yōu)點,而且還兼顧一定