新型超低阻高压SOI器件设计与工艺分析

发布时间：2017-09-21 11:38

  本文关键词：新型超低阻高压SOI器件设计与工艺分析

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【摘要】：功率器件的核心问题是功耗问题。高压器件决定功耗的因素是器件的耐压和比导通电阻。常规超薄SOI器件能够改善器件耐压和比导通电阻的关系,但是其存在很严重的热点问题,会影响器件的可靠性。本文就此提出了两种新型超薄SOI功率器件。1、本文提出一种积累型超薄SOI(Silicon On Insulator)LDMOS(Lateral Doublediffused Metal Oxide Semiconductor)器件结构。该结构在漂移区表面添加了一个PNP场板,该场板分别于漏端和栅端电气相连。反向阻断时,场板辅助耗尽漂移区,提高漂移区浓度;正向导通时,器件漂移区表面形成电子积累层,降低比导通电阻。电子积累层不仅降低了电阻,而且还消除了器件表面的热点问题。仿真结果表明,在保持相近耐压时,器件的比导通电阻降低为五分之一,为21.1mΩ?cm2;相同功率下,器件表面最高温度降低了71K。最后,根据实际提供了两种工艺实现方法。2、本文提出一种具有背部刻蚀的积累型超薄SOI LDMOS器件。该器件漂移区均匀掺杂,不仅具有积累型延伸栅,还采用了背部刻蚀技术。积累型延伸栅能够形成电子积累层,降低器件导通电阻,优化器件的表面温度分布;背部刻蚀技术不仅能够去除衬底辅助耗尽作用,消除器件的纵向耐压限制,而且还能提高器件的散热能力。仿真结果表明,器件的耐压达到818V时,比导通电阻为38.1mΩ?cm~2,降低了70.2%。最后,为更好的实现器件的制造,本文提供了两种工艺方案。
【关键词】：积累型场板 LDMOS 耐压 比导通电阻 温度
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN303
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 SOI器件概述10-11
• 1.2 超薄SOI器件概述11-16
• 1.2.1 超薄SOI器件纵向耐压技术概述12-14
• 1.2.2 超薄SOI器件散热研究概述14-16
• 1.3 本文主要工作16-17
• 第二章 SOI功率MOSFET常用的典型技术17-27
• 2.1 超结技术17-22
• 2.1.1 超结理论17-18
• 2.1.2 超结功率器件18-22
• 2.2 衬底刻蚀技术22-23
• 2.3 其他常用技术的介绍23-25
• 2.3.1 场板技术23-24
• 2.3.2 RESURF技术24-25
• 2.3.3 槽型技术25
• 2.4 本章小结25-27
• 第三章 积累型超薄SOI LDMOS研究与工艺实现27-42
• 3.1 积累型超薄SOI LDMOS的结构及工作机理27-29
• 3.1.1 积累型超薄SOI LDMOS器件结构27-28
• 3.1.2 积累型超薄SOI LDMOS器件的工作机理28-29
• 3.2 积累型延伸栅超薄SOI LDMOS的仿真结果讨论29-36
• 3.2.1 击穿电压和比导通电阻30-33
• 3.2.2 温度特性33-35
• 3.2.3 其他仿真结果35-36
• 3.3 积累型超薄SOI LDMOS的制造工艺36-40
• 3.4 本章小结40-42
• 第四章 具有背部刻蚀的积累型超薄SOI LDMOS研究42-60
• 4.1 具有背部刻蚀的积累型超薄SOI LDMOS的结构及工作机理42-44
• 4.1.1 具有背部刻蚀的积累型超薄SOI LDMOS器件结构42-43
• 4.1.2 具有背部刻蚀的积累型超薄SOI LDMOS器件的工作机理43-44
• 4.2 具有背部刻蚀的积累型超薄SOI LDMOS的仿真结果讨论44-55
• 4.2.1 击穿电压和比导通电阻44-49
• 4.2.2 温度特性49-52
• 4.2.3 其他仿真结果52-55
• 4.3 具有背部刻蚀的积累型超薄SOI LDMOS器件的制造工艺55-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第五章 总结60-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-66
• 攻读硕士期间取得的研究成果66-67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 罗尹春;罗小蓉;胡刚毅;范远航;李鹏程;魏杰;谭桥;张波;;A low specific on-resistance SOI LDMOS with a novel junction field plate[J];Chinese Physics B;2014年07期

2 胡夏融;张波;罗小蓉;姚国亮;陈曦;李肇基;;A new high voltage SOI LDMOS with triple RESURF structure[J];半导体学报;2011年07期

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本文编号：894323