高压VDMOS VLD终端设计与优化
发布时间：2021-03-23 19:27
在全球功率半导体市场日新月异的今天,VDMOS始终是功率器件最主要的产品类别之一。对于高压VDMOS,良好的终端结构是实现高耐压的保障。耐压越高,所需的终端区面积也越大,造成器件成本的上升。横向变掺杂（Variation Lateral Doping,VLD）终端具有面积小,耐压高的特点,相比常见的场限环结构,有更高的芯片利用率,是常用于高压VDMOS的终端结构之一。但是文献中对于VLD终端设计方法的研究非常少。基于此,本文对VLD终端进行优化和设计研究,提出了针对高压VDMOS VLD终端设计的普适方法,并取得良好的效果。文章的主要内容如下:1、通过理论分析和公式推导,首次提出了两种VLD终端杂质浓度分布的优化模型,并给出了两种优化模型的掩膜版具体设计方法。通过仿真验证了利用两种优化方法设计出的VLD终端和现有方法相比均可达到更好的耐压效果。同时考虑到版图设计中终端倒角区的曲率效应可能对耐压带来的影响,对VLD终端在终端倒角处的版图设计提出了改进方法。分别从终端结构和版图上为VLD终端的设计和研究提供了理论指导。2、通过Tsuprem4/MEDICI仿真软件和L-Edit版图软件设计...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
卷轴型场板示意图[26]
不同δ下掩膜版注入窗口宽
电子科技大学硕士学位论文28着δ的减小，BV先增大后减校当δ=0.4时，为常规线性分布方法设计出的VLD终端，此时终端耐压为636V；当δ=0.25时，VLD终端耐压达到最大值为671V，优化后线性分布的击穿电压相比于常规线性分布提高了35V，可以达到平行平面结理想耐压的98%。表3-3800V线性分布VLD终端不同δ下注入窗口宽度变化值窗口编号n注入窗口δ宽度(μm)1234567891011120.4154.594.183.773.462.962.542.131.721.310.90.490.3554.654.33.953.63.252.92.552.21.851.51.150.2554.754.54.2543.753.53.2532.752.52.250.1554.854.74.554.44.254.13.953.83.653.53.350.0554.954.94.854.84.754.74.654.64.554.54.45(a)(b)图3-3不同δ下掩膜版注入窗口宽度变化趋势。(a)600V；(b)800V图3-4600VVLD终端BV与递减量δ关系图
【参考文献】：
期刊论文
[1]一款900V VDMOS的VLD终端结构设计[J]. 吴克滂,冯全源,高晓蓉. 电子元件与材料. 2015(02)
[2]一款600V VDMOS终端结构的设计[J]. 胡玉松,冯全源,陈晓培. 微电子学与计算机. 2014(06)
[3]功率VDMOS器件的研究与发展[J]. 杨法明,杨发顺,张锗源,李绪诚,张荣芬,邓朝勇. 微纳电子技术. 2011(10)
[4]沟槽负斜角终端结构的耐压机理与击穿特性分析[J]. 王彩琳,于凯. 固体电子学研究与进展. 2011(04)
[5]硅材料功率半导体器件结终端技术的新发展[J]. 张彦飞,吴郁,游雪兰,亢宝位. 电子器件. 2009(03)
[6]IGBT技术发展综述[J]. 叶立剑,邹勉,杨小慧. 半导体技术. 2008(11)
[7]超结理论的产生与发展及其对高压MOSFET器件设计的影响[J]. 田波,程序,亢宝位. 中国集成电路. 2008(08)
[8]Trench MOSFET的研究与进展[J]. 苏延芬,刘英坤. 半导体技术. 2007(04)
[9]多场限环的优化设计方法[J]. 张雯,张俊松. 微处理机. 2006(01)
[10]超结理论的产生与发展[J]. 田波,程序,亢宝位. 微电子学. 2006(01)
硕士论文
[1]600V高雪崩耐量平面栅VDMOS器件优化设计[D]. 程诗康.电子科技大学 2017
[2]一种具有VLD终端结构的600V VDMOS设计[D]. 许高潮.电子科技大学 2015
本文编号：3096303
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
卷轴型场板示意图[26]
不同δ下掩膜版注入窗口宽
电子科技大学硕士学位论文28着δ的减小，BV先增大后减校当δ=0.4时，为常规线性分布方法设计出的VLD终端，此时终端耐压为636V；当δ=0.25时，VLD终端耐压达到最大值为671V，优化后线性分布的击穿电压相比于常规线性分布提高了35V，可以达到平行平面结理想耐压的98%。表3-3800V线性分布VLD终端不同δ下注入窗口宽度变化值窗口编号n注入窗口δ宽度(μm)1234567891011120.4154.594.183.773.462.962.542.131.721.310.90.490.3554.654.33.953.63.252.92.552.21.851.51.150.2554.754.54.2543.753.53.2532.752.52.250.1554.854.74.554.44.254.13.953.83.653.53.350.0554.954.94.854.84.754.74.654.64.554.54.45(a)(b)图3-3不同δ下掩膜版注入窗口宽度变化趋势。(a)600V；(b)800V图3-4600VVLD终端BV与递减量δ关系图
【参考文献】：
期刊论文
[1]一款900V VDMOS的VLD终端结构设计[J]. 吴克滂,冯全源,高晓蓉. 电子元件与材料. 2015(02)
[2]一款600V VDMOS终端结构的设计[J]. 胡玉松,冯全源,陈晓培. 微电子学与计算机. 2014(06)
[3]功率VDMOS器件的研究与发展[J]. 杨法明,杨发顺,张锗源,李绪诚,张荣芬,邓朝勇. 微纳电子技术. 2011(10)
[4]沟槽负斜角终端结构的耐压机理与击穿特性分析[J]. 王彩琳,于凯. 固体电子学研究与进展. 2011(04)
[5]硅材料功率半导体器件结终端技术的新发展[J]. 张彦飞,吴郁,游雪兰,亢宝位. 电子器件. 2009(03)
[6]IGBT技术发展综述[J]. 叶立剑,邹勉,杨小慧. 半导体技术. 2008(11)
[7]超结理论的产生与发展及其对高压MOSFET器件设计的影响[J]. 田波,程序,亢宝位. 中国集成电路. 2008(08)
[8]Trench MOSFET的研究与进展[J]. 苏延芬,刘英坤. 半导体技术. 2007(04)
[9]多场限环的优化设计方法[J]. 张雯,张俊松. 微处理机. 2006(01)
[10]超结理论的产生与发展[J]. 田波,程序,亢宝位. 微电子学. 2006(01)
硕士论文
[1]600V高雪崩耐量平面栅VDMOS器件优化设计[D]. 程诗康.电子科技大学 2017
[2]一种具有VLD终端结构的600V VDMOS设计[D]. 许高潮.电子科技大学 2015
本文编号：3096303
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