發(fā)布時間：2017-07-29 19:33

  本文關鍵詞：一種用于LED驅動的橫向恒流器件設計

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【摘要】：LED發(fā)光效率高、安全環(huán)保、使用壽命長,在提倡低碳的今天受到廣泛關注,LED驅動作為照明的關鍵也得到了長足的進步,不同的照明需要使得各種功能的驅動日漸成熟。在一些需要簡單、長時間照明的場所,如廠房、辦公室、家庭等等,成本較高的集成電路解決方案不利于控制成本,而采用整流器件的驅動方式僅需要將市電全橋整流,再通過恒流器件限流即可直接驅動LED燈具,成本十分低廉。本文主要的研究任務就是設計一款具有低成本高可靠性的整流二極管(CRD,Current Regulator Diode)。本文設計的CRD器件主要分為低溝道摻雜和高溝道摻雜兩種結構。通過大量的仿真,對器件的柵長度、阱注入、漂移區(qū)長度等關鍵參數(shù)進行了優(yōu)化,以提高器件的飽和壓降、電流飽和度以及耐壓。其中低溝道摻雜器件的柵極采用P+注入不推結的方式以實現(xiàn)更高的濃度與更小的結深,阱采用低濃度注入用于減小器件的飽和壓降,柵極添加了場板提高器件的電流飽和特性。在高溝道摻雜的器件設計中采用了double RESURF技術保證器件的耐壓,并采用更長的柵來減小溝道長度調制效應對器件電流特性的影響。在版圖設計上,通過仿真確保了終端部分的耐壓以及寄生結構不會影響到器件的正常工作。在可靠性方面,采用了雙層金屬、增大接觸孔面積的方式增加器件的導電面積,以減小電徙動對器件的影響。通過雙層金屬布線,設計了導熱面積更大的封裝方式,使器件表面的散熱更好,減小芯片發(fā)熱引起器件失效的幾率。最終通過實驗獲得了單層金屬結構的CRD器件,其耐壓高于150 V,飽和壓降小于4 V,器件具有20 mA,30 mA,60 mA等不同的電流等級,可以適用不同的應用場合,并使用30 mA的CRD器件對LED進行了點亮驗證。
【關鍵詞】：整流二極管(CRD) 場板 LED照明 RESURF 可靠性
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM923.34
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題背景與研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)和研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 LED照明的發(fā)展10-11
• 1.2.2 LED驅動的發(fā)展11-13
• 1.2.3 本文的主要工作13-15
• 第二章 CRD基本結構與原理15-33
• 2.1 CRD的基本結構15-21
• 2.1.1 結型場效應晶體管15-18
• 2.1.2 耗盡型的LDMOS18-19
• 2.1.3 CRD的具體實現(xiàn)方式19-21
• 2.2 器件耐壓機理21-29
• 2.2.1 PN結的耐壓21-23
• 2.2.2 場板技術23-26
• 2.2.3 RESURF原理26-27
• 2.2.4 橫向器件的結終端技術27-29
• 2.3 CRD器件的失效29-31
• 2.3.1 電徙動29-30
• 2.3.2 芯片發(fā)熱引起的失效30-31
• 2.4 本章小結31-33
• 第三章 CRD器件仿真設計33-54
• 3.1 低溝道摻雜器件設計34-42
• 3.1.1 Nwell對器件特性的影響36-39
• 3.1.2 溝道長度對器件特性的影響39
• 3.1.3 柵極場板對電流特性的影響39-41
• 3.1.4 漂移區(qū)長度以及漏極場板對器件的影響41-42
• 3.2 高溝道摻雜器件設計42-48
• 3.2.1 Ptop對器件的影響45-46
• 3.2.2 溝道長度對器件的影響46-47
• 3.2.3 柵場板對器件影響47-48
• 3.3 帶有負反饋結構的器件設計48-51
• 3.4 器件的可靠性設計51-53
• 3.5 本章小結53-54
• 第四章 版圖設計及實驗結果54-69
• 4.1 工藝流程54-58
• 4.2 版圖設計58-66
• 4.3 流片結果66-68
• 4.4 本章小結68-69
• 第五章 結論69-70
• 致謝70-71
• 參考文獻71-74
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果74-76

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 喬明;莊翔;吳麗娟;章文通;溫恒娟;張波;李肇基;;Breakdown voltage model and structure realization of a thin silicon layer with linear variable doping on a silicon on insulator high voltage device with multiple step field plates[J];Chinese Physics B;2012年10期

2 胡夏融;張波;羅小蓉;姚國亮;陳曦;李肇基;;A new high voltage SOI LDMOS with triple RESURF structure[J];半導體學報;2011年07期

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本文編號：590792