高K介质折叠硅LDMOS特性分析
发布时间：2021-10-10 07:47
电力电子技术堪称是全球第二次电子革命,如今关系着人们的生产生活以及国家的经济、政治及国防。以功率半导体器件为核心部件的电力电子技术是当今最高效、最可靠、最灵活的电能变换与控制技术,已被广泛应用于家用电器、汽车电子、高压输电、武器装备等诸多领域。功率半导体器件中的横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管（LDMOS）因具有MOSFET类器件的易驱动、开关频率高等优势以及易于集成的横向结构,而被广泛用于射频、微波电路等高频领域。衡量功率半导体器件电特性的一个重要指标是,器件能达到一定击穿电压（BV）的同时,比导通电阻(Ron,sp)应尽可能低,这样方可在保证一定耐压条件下将器件的通态损耗降至最小。本文就这一目标,以LDMOS器件为研究对象,基于高K材料（high-k,HK）及半导体物理与器件基本理论,利用ISE-TCAD器件仿真平台设计并研究了两种新型LDMOS器件。本文的主要创新性成果包括以下三点:1.将高K材料（HK）与折叠硅器件（Folded Silicon LDMOS,FSLDMOS）相结合,提出了一种采用HK介质作为场氧化层的高耐压LDMOS（HK-FSLDM...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
扩展漏结构LDMOS
从而提高了器件耐压。ESURF 技术，人们制造出了各种高耐压器件结构，有BT 等。也正是由于该技术的特点，使得 PIC 中横向成为可能。例如 RESURF-LDMOS 器件，漂移区除用扩展漏结构（如图 2.4 所示）或 N 阱（如图 2.5 所满足 RESURF 要求。这两种结构都是直接制作在无OS 工艺基本相类似，因此更易于兼容。图2.4 扩展漏结构 LDMOS
上述 RESURF 技术是对器件漂移区表面的电场分布进行优化，降低电场以达到提高击穿电压的目的。然而，诸如 LDMOS 等横向功率器件的击穿电压不取决于表面的横向电场分布，也决定于从器件表面到衬底纵向分布的电场，器件的击穿点取决于最大的电场峰所在位置。REBULF 技术正是从器件衬底着手，在器件 RESURF 条件下，优化纵向电场分布；或是通过在衬底中引入新结构、新，进一步优化器件表面电场分布，达到提高器件耐压的目的。段宝兴教授团队在 REBULF 技术方面做了大量研究工作，提出了一系列优化分布的新结构和新机理[43-50]。如图 2.7 所示为 REBULF 技术在 LDMOS 器件的一用，图 2.7(a)是该器件（ADSL LDMOS）三维结构示意图[50]。该结构在器件漏区的漂移区下方增加了两个掺杂区，分别是 N 柱和 P 柱。图 2.7(b)是 ADSL LDM传统 LDMOS 在击穿时的等势线分布比较，由于所增加的掺杂区可辅助耗尽衬此相比于传统器件，该新型器件的衬底中纵向电场分布得到了很大程度的延伸，耐压获得了提升。尽管传统 LDMOS 器件已满足 RESURF 条件，但 ADSL LDM于对纵向电场分布的优化使得器件击穿电压得到了进一步的提高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]埋空隙PSOI结构的耐压分析[J]. 段宝兴,张波,李肇基,罗小蓉. 半导体学报. 2005(09)
[2]第一次电子革命及第二次电子革命[J]. 陈星弼. 微型电脑应用. 2000(08)
博士论文
[1]智能功率集成电路中功率半导体器件的研究[D]. 程骏骥.电子科技大学 2013
本文编号：3427958
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
扩展漏结构LDMOS
从而提高了器件耐压。ESURF 技术，人们制造出了各种高耐压器件结构，有BT 等。也正是由于该技术的特点，使得 PIC 中横向成为可能。例如 RESURF-LDMOS 器件，漂移区除用扩展漏结构（如图 2.4 所示）或 N 阱（如图 2.5 所满足 RESURF 要求。这两种结构都是直接制作在无OS 工艺基本相类似，因此更易于兼容。图2.4 扩展漏结构 LDMOS
上述 RESURF 技术是对器件漂移区表面的电场分布进行优化，降低电场以达到提高击穿电压的目的。然而，诸如 LDMOS 等横向功率器件的击穿电压不取决于表面的横向电场分布，也决定于从器件表面到衬底纵向分布的电场，器件的击穿点取决于最大的电场峰所在位置。REBULF 技术正是从器件衬底着手，在器件 RESURF 条件下，优化纵向电场分布；或是通过在衬底中引入新结构、新，进一步优化器件表面电场分布，达到提高器件耐压的目的。段宝兴教授团队在 REBULF 技术方面做了大量研究工作，提出了一系列优化分布的新结构和新机理[43-50]。如图 2.7 所示为 REBULF 技术在 LDMOS 器件的一用，图 2.7(a)是该器件（ADSL LDMOS）三维结构示意图[50]。该结构在器件漏区的漂移区下方增加了两个掺杂区，分别是 N 柱和 P 柱。图 2.7(b)是 ADSL LDM传统 LDMOS 在击穿时的等势线分布比较，由于所增加的掺杂区可辅助耗尽衬此相比于传统器件，该新型器件的衬底中纵向电场分布得到了很大程度的延伸，耐压获得了提升。尽管传统 LDMOS 器件已满足 RESURF 条件，但 ADSL LDM于对纵向电场分布的优化使得器件击穿电压得到了进一步的提高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]埋空隙PSOI结构的耐压分析[J]. 段宝兴,张波,李肇基,罗小蓉. 半导体学报. 2005(09)
[2]第一次电子革命及第二次电子革命[J]. 陈星弼. 微型电脑应用. 2000(08)
博士论文
[1]智能功率集成电路中功率半导体器件的研究[D]. 程骏骥.电子科技大学 2013
本文编号：3427958
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3427958.html
