自保护型SOI-LIGBT器件ESD可靠性研究

发布时间：2022-10-08 11:56

　　绝缘体上硅横向绝缘栅双极型器件（SOI-LIGBT）具有电流密度大、击穿电压高、开关速度快及集成度高等诸多优势,已经成为推动功率集成电路发展的核心器件。经过多年的发展,SOI-LIGBT器件的电学性能得到大幅度提升,但是作为末级输出端应用的自保护型SOI-LIGBT器件的ESD（Electro-Static Discharge）响应特性研究还未见报道,限制了SOI-LIGBT器件的应用与发展。因此,需要对自保护型SOI-LIGBT器件ESD可靠性进行深入研究。本文在建立ESD测试与仿真平台的基础上,首先分析了自保护型SOI-LIGBT器件在正向阻断区、电压回滞区、电压维持区和二次击穿区的ESD响应特性机理;然后分析了不同抗闩锁结构对自保护型SOI-LIGBT器件ESD鲁棒性的影响,包括阴极N+/P+间隔结构、P-body包鸟嘴结构、阴极Trench结构和栅Poly分段结构;还研究了不同快关断结构对自保护型SOI-LIGBT器件ESD鲁棒性的影响,包括阳极短路结构、分段阳极结构和阳极P+/P-结构;最终,提出了两种高ESD自保护鲁棒性的器件结构,其中N+辅助触发结构的器件二次击穿电流提升... 

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 SOI工艺简介
        1.1.2 SOI-LIGBT器件的发展
    1.2 自保护型SOI-LIGBT器件ESD可靠性问题及研究现状
    1.3 论文研究内容及组织结构
        1.3.1 论文研究内容
        1.3.2 论文组织结构
第二章 SOI-LIGBT器件原理及其ESD自保护可靠性研究平台
    2.1 SOI-LIGBT器件原理
        2.1.1 阈值电压
        2.1.2 闩锁特性
        2.1.3 关断特性
        2.1.4 自保护型SOI-LIGBT器件工艺结构及电学参数
    2.2 SOI-LIGBT器件ESD自保护可靠性研究测试平台
        2.2.1 静电放电模式
        2.2.2 传输线脉冲测试平台
        2.2.3 直流参数测试平台
    2.3 SOI-LIGBT器件ESD自保护可靠性研究仿真平台
    2.4 本章小结
第三章 自保护型SOI-LIGBT器件ESD鲁棒性研究
    3.1 自保护型SOI-LIGBT器件的ESD响应特性分析
        3.1.1 正向阻断区
        3.1.2 电压回滞区
        3.1.3 电压维持区
        3.1.4 二次击穿区
    3.2 不同抗闩锁结构对自保护型SOI-LIGBT器件ESD鲁棒性的影响
        3.2.1 阴极N+/P+间隔结构对器件ESD可靠性的影响
        3.2.2 P-body包鸟嘴结构对器件ESD可靠性的影响
        3.2.3 阴极Trench结构对器件ESD可靠性的影响
        3.2.4 栅Poly分段结构对器件ESD可靠性的影响
    3.3 不同快关断结构对自保护型SOI-LIGBT器件ESD鲁棒性的影响
        3.3.1 阳极短路结构对器件ESD可靠性的影响
        3.3.2 分段阳极结构对器件ESD可靠性的影响
        3.3.3 阳极P+/P-结构对器件ESD可靠性的影响
    3.4 新型高ESD自保护鲁棒性的SOI-LIGBT器件研究
        3.4.1 阴极N+辅助触发结构
        3.4.2 分段N-buffer结构
    3.5 本章小结
第四章 不同重复ESD应力下自保护型SOI-LIGBT电学参数退化研究
    4.1 ESD脉冲幅度对自保护型SOI-LIGBT电学参数退化的影响
    4.2 ESD脉冲边沿速率对自保护型SOI-LIGBT电学参数退化的影响
    4.3 ESD脉冲维持时间对自保护型SOI-LIGBT电学参数退化的影响
    4.4 ESD脉冲冲击次数对自保护型SOI-LIGBT电学参数退化的影响
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
硕士期间取得成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]GGNMOS叉指宽度与金属布线对ESD防护性能的影响[J]. 梁海莲,董树荣,顾晓峰,李明亮,韩雁.  固体电子学研究与进展. 2013(02)
[2]深亚微米工艺ESD电路设计参数研究[J]. 李志国,岳素格,孙永姝.  微电子学与计算机. 2009(11)
[3]一种新型IC保护单元ESD评价方式——TLP测试[J]. 陆坚,朱卫良.  电子与封装. 2008(12)
[4]SOI材料的发展历史、应用现状与发展新趋势（下）[J]. 陈猛,王一波.  中国集成电路. 2007(08)
[5]SOI技术的新进展[J]. 林成鲁.  功能材料与器件学报. 2001(01)

硕士论文
[1]SOI高压集成电路的隔离技术研究[D]. 杨春.电子科技大学 2006



本文编号：3687670