高压LDMOS设计中关键技术的研究

发布时间：2019-09-03 13:04

【摘要】：高压功率集成电路在电机驱动电路、工业控制电路、汽车电子领域、开关电源等方面获得广泛使用。高压功率器件、高-低压等兼容工艺的设计也已经成为国内目前研究的热门课题。由于横向双扩散MOS(Lateral Double Diffused MOSFET即LDMOS)器件的源极、栅极和漏极是分布在芯片的表面,因此在集成电路领域里比较容易实现与其他低压的电路相互集成,为此LDMOS器件在高压功率集成电路中较为常用。在集成电路设计中需要性能优越的器件,而LDMOS器件又具有增益大、耐压高和失真低等优点,因此LDMOS器件在功率集成电路设计中常常被采用,应用范围广泛且具有广阔的市场前景。高性能的LDMOS器件用途广泛,其击穿电压和导通电阻是器件设计中的关键,传统LDMOS很难使击穿电压和导通电阻达到最佳匹配要求。在本文中使用Tsuprem4软件建立满足设定的LDMOS器件结构,用MEDICI软件对器件的以上性能进行仿真。重点研究了LDMOS设计中的关键技术,主要包括：漂移区分析、RESURF技术分析、场板技术分析和器件的温度特性分析。 (1)漂移区：研究了漂移区掺杂浓度、漂移区长度、漂移区厚度对器件特性的影响。分别建立不同参数的器件结构,仿真器件的击穿特性,进行对比分析,并总结这些参数对器件的影响。 (2) RESURF技术：根据RESURF技术原理,运用Tsuprem4软件建立合理的器件结构,研究具有RESURF技术结构的LDMOS器件,围绕当获得最优的器件结构时,其外延层单位面积杂质密度Ntot不是定值这一现象展开研究,研究外延层单位面积杂质密度与RESURF的关系,进一步优化器件结构,得到了关于外延层单位面积杂质密度与衬底掺杂浓度的近似解析表达式。 (3)场板技术：研究了场板提高器件击穿电压的原理,对LDMOS器件建立漏场板,然后分析漏场板对器件的特性影响,分析不同场板长度对器件的影响。通过研究分析发现具有场板结构的LDMOS器件,可以有效的抑制表面电场,防止器件表面击穿,来提高击穿电压。 (4)温度特性：根据已经建立的器件结构,研究温度对器件特性的影响。
【图文】：

结构示意图,扩散技术,调整器,沟道区

图2-1 LDMOS结构示意图过两种方式形成[7]，一种是讲扩散技术，一种是沟道区，进行离子注入，然后高温退火形成LD，按需调整器件的^u启电压，但是需要增加一

多晶硅,双扩散,中沟,横向扩散

以来精确的确定其沟道长度，就不需要增加额外的掩模板。本文所采用的LDMOS结构中沟道是由双扩散方式形成的如图2-2至图2-4所示。Folywmmmm oside :；；P.UV [P*?ab图2-2多晶碎屏蔽的PHV注入PolyI .. ? ；■：；：-；I :.:-.；.；：：-：；：PHV 」F-sub图2-3退火后的PHV横向扩散11
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN386

【参考文献】