瞬態(tài)阻斷保護器件是一種新型的電路保護方案,不同于傳統(tǒng)方案,瞬態(tài)阻斷保護器基于硅技術,利用JFET檢測浪涌電流,結合耗盡型VDMOS實現(xiàn)阻斷功能。當電流恢復正常時,瞬態(tài)阻斷保護器兩端的電壓自動回落,保護器自動重啟,實現(xiàn)“自恢復”功能。目前,國內市場仍以傳統(tǒng)電路保護方案為主,對瞬態(tài)阻斷保護器還處在了解的過程。如今,國家對半導體行業(yè)的扶持力度不斷加大,未來國內對瞬態(tài)阻斷保護器的需求必定有所增長。本文以此為契機,設計一款能承受瞬態(tài)脈沖電壓850V、觸發(fā)電流最小值為500mA的雙向瞬態(tài)阻斷保護器件。本文的設計分為耗盡型VDMOS和控制電路兩部分。本文首先概述了JFET以及耗盡型VDMOS的工作原理,并分析了耗盡型VDMOS的動靜態(tài)特性以及終端理論。基于國內現(xiàn)有工藝平臺,分別設計了適用于850V耗盡型VDMOS的高壓工藝流程以及控制電路的分立器件的集成工藝流程。利用工藝仿真軟件TSUPREM4驗證耗盡型VDMOS工藝是否可行,結合二維器件仿真軟件MEDICI優(yōu)化功率VDMOS的元胞、終端的電學參數(shù)。最終,耗盡型VDMOS元胞的擊穿電壓為921V,特征導通電阻為18.7Ω·mm²

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 瞬態(tài)阻斷保護器的發(fā)展概況
    1.3 本課題的研究意義
    1.4 本論文的主要工作
第二章 瞬態(tài)阻斷保護器的基本原理
    2.1 瞬態(tài)阻斷保護器的工作原理
    2.2 耗盡型JFET的基本理論
    2.3 VDMOS的基本理論
        2.3.1 VDMOS的基本特性
        2.3.2 VDMOS的工作原理
        2.3.3 VDMOS的靜態(tài)參數(shù)
        2.3.4 VDMOS的開關特性
    2.4 終端理論
        2.4.1 等位環(huán)
        2.4.2 場限環(huán)
        2.4.3 場板
    2.5 本章小結
第三章 瞬態(tài)阻斷保護器的功率管設計
    3.1 設計指標
    3.2 器件的工藝設計
        3.2.1 工藝流程設計
        3.2.2 關鍵工藝步驟設計
    3.3 器件元胞設計
        3.3.1 元胞尺寸
        3.3.2 漂移區(qū)電阻率及厚度
        3.3.3 JFET區(qū)注入劑量及推結時間
        3.3.4 P-body區(qū)注入劑量
        3.3.5 P-body區(qū)推結時間
        3.3.6 N型積累層注入劑量
        3.3.7 元胞設計結果
    3.4 器件終端設計
    3.5 版圖設計
    3.6 本章小結
第四章 瞬態(tài)阻斷保護器的控制電路設計
    4.1 設計指標
    4.2 工藝設計
        4.2.1 工藝流程設計
        4.2.2 關鍵工藝步驟設計
    4.3 NMOS管的設計
        4.3.1 NMOS管的結構設計
        4.3.2 NMOS管的版圖設計
    4.4 JFET的設計
        4.4.1 JFET的結構設計
        4.4.2 JFET的版圖設計
    4.5 多晶電阻的設計
        4.5.1 多晶電阻的結構設計
        4.5.2 多晶電阻的版圖設計
    4.6 多晶二極管的設計
        4.6.1 多晶二極管的結構設計
        4.6.2 多晶二極管的版圖設計
    4.7 控制電路設計結果
    4.8 瞬態(tài)阻斷保護器的電路整仿
    4.9 本章小結
第五章 總結與展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士研究生期間取得的成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]三門核電核級電磁閥電路控制原理分析[J]. 張曉臣.  電子測試. 2018(01)
[2]信號線路浪涌保護器防雷設計[J]. 王肅.  機電信息. 2017(09)
[3]閃電放電形成的等離子體流體受力分析[J]. 李祥超,周中山,陳則煌,陳璞陽,徐樂.  高電壓技術. 2015(06)
[4]瞬變電壓抑制器的發(fā)展與應用[J]. 黎明秀,賈穎,陳凱.  電子元器件應用. 2009(04)
[5]電路保護元件的發(fā)展與應用[J]. 張力,馬存云.  電子元器件應用. 2002(07)
[6]高頻大功率VDMOS場效應晶體管[J]. 郎秀蘭,劉英坤,王占利.  半導體技術. 2001(01)
[7]VDMOS場效應管及其特點分析[J]. 張品福,張克善.  半導體雜志. 1997(03)

碩士論文
[1]用于電阻陣列的復合薄膜材料電熱學特性的研究[D]. 張志浩.中國科學院研究生院（上海技術物理研究所） 2014



本文編號：3184510