新型低功耗横向功率MOSFET研究

发布时间：2021-08-20 12:49

　　功率MOSFET是功率IC的核心电子元器件,降低功率MOSFET的功耗一直以来都是业内人士的研究热点。本文首先介绍了功率MOSFET的行业背景及研究现状与发展态势。之后介绍了降低功率LDMOS功耗的常用方法。针对静态功耗,本文依次介绍了超结技术、沟槽技术和电荷积累技术。之后,针对动态损耗,介绍了栅漏电容降低技术。文本就降低器件的静态及动态损耗的问题,分别提出了两种新型功率LDMOS器件,并对其物理及电学特性进行了详细的分析:1.提出了一种具有多维电子积累层的超低比导通电阻LDMOS（MAL LDMOS）,并通过仿真软件详细研究了其物理特性。它的主要结构特点是:在漂移区内具有延伸三栅,并且具有槽源和槽漏结构。在导通状态下,器件将从三个方面显著降低器件的比导通电阻。第一、增加了器件的沟道密度。第二、多维电子积累层显著降低器件的漂移区电阻。第三、延伸三栅有效地调节了电流分布。在关断状态下,延伸栅将辅助耗尽漂移区,从而在相同耐压的情况,可以显著增加漂移区的掺杂浓度（N_d）,使得器件的比导通电阻R_on,sp进一步降低。此种新结构LDMOS的性能明显优于... 

【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】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

刻槽工艺(a)深槽刻蚀；(b)外延填充

具有多维耗尽漂移区的作用，可以增大漂移区的掺杂浓度，从而减小了比导通电阻 图2-6 槽栅附近电场分布如图2-6所示，为沿槽侧壁四周的电场分布，由图可知氧化槽还具有调整电场的作用，增强了平均电场，从而提高了器件的耐压 2.3 电荷积累技术无论是超结器件还是槽型器件，器件在导通状态下，多数载流子依旧是由源端通过漂移区流向漏端，所以器件的导通电阻依然强烈依赖于器件漂移区的掺杂浓度 比导通电阻与器件的耐压仍然存在着相互制约的矛盾关系 而电荷积累技术，则是通过建立新型的电流输运模式，显著降低导通电阻对掺杂浓度的依赖[7-10]，从而有效解决了比导通电阻与耐压之间的矛盾关系 2.3.1 电荷积累技术基本原理电荷积累技术的核心思想是：通过设计新型器件结构，在漂移区内形成电荷积累层即低阻通道

第二章 功率 MOSFET 器件功耗降低技术17图2-8 积累型功率MOS器件MMFET[36]图2-9 积累型功率LDMOS[11]2.4 栅漏电容降低技术以上的几种技术主要是降低器件的比导通电阻优化其与击穿电压之间的矛盾关系，从而减小器件的静态损耗 器件的损耗除了静态损耗，还有动态损耗 其中，动态损耗包括开关损耗和驱动损耗 在低频情况下，静态损耗占总功耗的主要部分；在高频情况下，器件的驱动损耗与开关损耗逐渐成为了主要成分 器件的驱动损耗用公式表示为：Pdr=f×Qg×VGS，其中 f 为器件工作的频率，Qg为器件的栅电荷 在相同频率下

【参考文献】：
期刊论文
[1]2015-2016年中国功率器件市场回顾与展望——应用带动市场稳步增长,产业发展实现重大突破[J]. 徐小海.  电子产品世界. 2016(04)



本文编号：3353528