集成肖特基二极管的30V Trench MOSFET设计
发布时间：2021-07-12 09:21
近年来,集成电路产业高速发展,如何提高电源管理系统的效率方面的研究显得越来越重要。对于一个几十伏的低压功率沟槽MOSFET,其主要运用在DC-DC转换器或微处理器中,其工作效率往往直接影响整个电路的工作效率。然而,其寄生体二极管的反向恢复特性的存在却限制了其工作效率。为了避免MOSFET寄生体二极管的反向恢复特性的影响,人们通常将一个肖特基二极管与之并联。如何实现两者的集成,显得尤为重要。本文在现有的一些集成结构的基础上,发现可以在原有Trench VDMOS的沟槽接触孔的底部来形成肖特基接触,继而达到集成肖特基二极管的目的。传统的集成结构往往是分阵列式集成,整个芯片分为两部分,一部分为Trench MOSFET,另一部分为肖特基二极管。本文所采用的结构能够在每个Trench之间形成肖特基接触,无需在芯片上单独划出肖特基二极管区域,节省了芯片的面积。本文首先通过仿真分析了其结构参数对器件击穿电压,阈值电压,正向导通特性以及反向恢复特性的影响,从而得出最佳的结构参数;并在此基础上对器件的终端结构进行了设计,最终,设计出版图并确定了整个器件的工艺流程。仿真结果显示,本文所设计的集成肖特基二...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
几种功率半导体器件的应用范围功率MOSFET是一种功率场效应器件，其发展过程基本上是在保留和发挥MOSFET1001K10K100K1M10M100M1G1MOSFET频率（Hz）
图 1-14（b） 平面接触的 Trench MOSFET 结构与肖特基二极管的集成森美（Alpha&OmegaSemiconductors）公司的 AON7702 芯片为例，该芯述的集成方式，采用 DNF3x3 封装。芯片的耐压为 30V，Vgs=10V 时，ID4.5V 时，芯片的导通电阻 Rdson为 14mΩ，当 Vgs=10V 时，芯片的导通电CELL
图 1-16 美国通用半导体提出的结构美国飞兆半导体公司的 Daniel Calafut 和 San Jose 同样利用了沟槽式肖特基二极管提出了如图 1-17 所示的结构。该结构同样包括两个部分，即 TrenchMOSFET 单元基二极管单元，两个部分使用同样的沟槽，Trench MOSFET 区的沟槽间形成体区
【参考文献】：
期刊论文
[1]功率MOSFET器件栅电荷测试与分析[J]. 张文涛,皓月兰. 电子与封装. 2016(06)
[2]功率MOSFET雪崩能量及雪崩失效分析[J]. 刘松,杨营. 电子技术应用. 2016(04)
[3]沟槽形状对硅基沟槽式肖特基二极管电学特性的影响[J]. 翟东媛,赵毅,蔡银飞,施毅,郑有炓. 物理学报. 2014(12)
[4]功率半导体器件与功率集成技术的发展现状及展望[J]. 孙伟锋,张波,肖胜安,苏巍,成建兵. 中国科学:信息科学. 2012(12)
[5]动态死区抑制MOSFET反向恢复电流的研究[J]. 李思奇,郭犇,蒋晓华. 电力电子技术. 2010(07)
[6]减小VDMOS密勒电容和反向恢复电荷的研究[J]. 肖志强,向军利,衡草飞,陈林,曾天志,陈万军,张波. 微电子学. 2005(03)
[7]基于P-N结反向恢复过程的吸收电路的仿真设计[J]. 张斌,王辉,李增印,李全香. 机车电传动. 2003(06)
[8]功率二极管反向恢复特性的仿真研究[J]. 胡庆彬,卢元元. 电力电子技术. 1999(05)
[9]快速二极管反向恢复软度与反向恢复过电压[J]. 周乃冲,孙明,黄建芹. 电力电子技术. 1997(01)
[10]高频VVMOS功率晶体管及应用[J]. 赵国柱,孙山东. 半导体技术. 1987(03)
硕士论文
[1]一种低导通电阻60V Trench MOSFET的设计与制造[D]. 周倩.上海交通大学 2015
[2]沟槽MOSFET栅极多晶硅空隙缺陷问题研究及工艺优化[D]. 武颖.天津大学 2014
[3]功率沟槽MOSFET的开关速度和栅漏电容Cgd的优化设计和研究[D]. 张健亮.复旦大学 2009
本文编号：3279640
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
几种功率半导体器件的应用范围功率MOSFET是一种功率场效应器件，其发展过程基本上是在保留和发挥MOSFET1001K10K100K1M10M100M1G1MOSFET频率（Hz）
图 1-14（b） 平面接触的 Trench MOSFET 结构与肖特基二极管的集成森美（Alpha&OmegaSemiconductors）公司的 AON7702 芯片为例，该芯述的集成方式，采用 DNF3x3 封装。芯片的耐压为 30V，Vgs=10V 时，ID4.5V 时，芯片的导通电阻 Rdson为 14mΩ，当 Vgs=10V 时，芯片的导通电CELL
图 1-16 美国通用半导体提出的结构美国飞兆半导体公司的 Daniel Calafut 和 San Jose 同样利用了沟槽式肖特基二极管提出了如图 1-17 所示的结构。该结构同样包括两个部分，即 TrenchMOSFET 单元基二极管单元，两个部分使用同样的沟槽，Trench MOSFET 区的沟槽间形成体区
【参考文献】：
期刊论文
[1]功率MOSFET器件栅电荷测试与分析[J]. 张文涛,皓月兰. 电子与封装. 2016(06)
[2]功率MOSFET雪崩能量及雪崩失效分析[J]. 刘松,杨营. 电子技术应用. 2016(04)
[3]沟槽形状对硅基沟槽式肖特基二极管电学特性的影响[J]. 翟东媛,赵毅,蔡银飞,施毅,郑有炓. 物理学报. 2014(12)
[4]功率半导体器件与功率集成技术的发展现状及展望[J]. 孙伟锋,张波,肖胜安,苏巍,成建兵. 中国科学:信息科学. 2012(12)
[5]动态死区抑制MOSFET反向恢复电流的研究[J]. 李思奇,郭犇,蒋晓华. 电力电子技术. 2010(07)
[6]减小VDMOS密勒电容和反向恢复电荷的研究[J]. 肖志强,向军利,衡草飞,陈林,曾天志,陈万军,张波. 微电子学. 2005(03)
[7]基于P-N结反向恢复过程的吸收电路的仿真设计[J]. 张斌,王辉,李增印,李全香. 机车电传动. 2003(06)
[8]功率二极管反向恢复特性的仿真研究[J]. 胡庆彬,卢元元. 电力电子技术. 1999(05)
[9]快速二极管反向恢复软度与反向恢复过电压[J]. 周乃冲,孙明,黄建芹. 电力电子技术. 1997(01)
[10]高频VVMOS功率晶体管及应用[J]. 赵国柱,孙山东. 半导体技术. 1987(03)
硕士论文
[1]一种低导通电阻60V Trench MOSFET的设计与制造[D]. 周倩.上海交通大学 2015
[2]沟槽MOSFET栅极多晶硅空隙缺陷问题研究及工艺优化[D]. 武颖.天津大学 2014
[3]功率沟槽MOSFET的开关速度和栅漏电容Cgd的优化设计和研究[D]. 张健亮.复旦大学 2009
本文编号：3279640
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