新型高压沟槽LDMOS的研究

发布时间：2022-08-11 16:43

　　随着功率半导体器件工艺技术不断进步,新型器件结构层出不穷。LDMOS（Laterally Double-diffused Metal-Oxide Semiconductor）以其在超大规模集成电路中的理想兼容性,具有高功率、高线性度以及良好的热性能,已被广泛地应用于装备制造业,轨道交通,国防等重点领域。然而,由于技术水平的不断发展,导致对半导体器件中的性能要求也在提高,也即更高的击穿电压、更高大的工作电流、更快的开关速度。因此,科研人员主要从器件结构、工艺、材料三个方面对器件进行研究,从而改善器件性能,以满足日益增长的需求。本文为了实现高击穿电压低导通电阻的LDMOS,主要从器件的结构改进出发,介绍了场板技术,沟槽技术等终端技术去改善器件性能,并提出了两种新型沟槽结构。第一种是L形垂直场板沟槽LDMOS（L-shaped Vertical Field Plate,LVFP LDMOS）器件。该器件在沟槽（Trench）中插入了连着栅电极（Gate）的L形垂直场板（LVFP）,LVFP优化了器件内部的电场分布,在漂移区内部额外的引入了多个电场尖峰,改善了RESURF效应,提高了器件的击穿... 

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1.绪论
    1.1 .研究背景及研究意义
    1.2 .LDMOS简介
        1.2.1 .LDMOS结构及工艺技术
        1.2.2 .耐压机理分析
        1.2.3 .导通电阻分析
    1.3 .新型高压沟槽LDMOS的设计流程
    1.4 .论文主要研究工作
2.场板与沟槽结构机理研究
    2.1 .场板技术
        2.1.1 .场板简介
        2.1.2 .传统场板
    2.2 .沟槽技术
        2.2.1 .单沟槽
        2.2.2 .双沟槽
    2.3 .沟槽结合场板技术
        2.3.1 .垂直场板沟槽器件
        2.3.2 .垂直双场板沟槽器件
    2.4 .其他技术的研究
        2.4.1 .场限环技术
        2.4.2 .横向变化掺杂技术
    2.5 .本章小结
3.L 形垂直场板沟槽LDMOS(LVFP LDMOS)
    3.1 .LVFP LDMOS结构及原理
        3.1.1 .LVFP LDMOS的结构设计
        3.1.2 .LVFP LDMOS工作原理
    3.2 .数值仿真的分析与讨论
        3.2.1 .沟槽边沿电场及横向电场的分析
        3.2.2 .纵向电场及电势分析
        3.2.3 .场板及沟槽参数分析
        3.2.4 .LVFP LDMOS关键制造工艺流程
        3.2.5 .器件性能分析
    3.3 .本章小结
4.梯形沟槽结构的SOI LDMOS
    4.1 .梯形沟槽SOI LDMOS结构及原理
        4.1.1 .SOI LDMOS结构的基本介绍
        4.1.2 .结构分析及机理研究
    4.2 .仿真数据的分析与讨论
        4.2.1 .沟槽边沿电场及横向电场的分析
        4.2.2 .纵向电场与电势分析
        4.2.3 .沟槽参数分析
        4.2.4 .器件性能分析
    4.3 .本章小结
5.总结与展望
    5.1 .全文总结
    5.2 .未来工作的展望
致谢
参考文献
附录 作者在读研期间发表的学术论文及参加的科研项目



本文编号：3675016