高K介質(zhì)折疊硅LDMOS特性分析
發(fā)布時(shí)間：2021-10-10 07:47
電力電子技術(shù)堪稱是全球第二次電子革命,如今關(guān)系著人們的生產(chǎn)生活以及國家的經(jīng)濟(jì)、政治及國防。以功率半導(dǎo)體器件為核心部件的電力電子技術(shù)是當(dāng)今最高效、最可靠、最靈活的電能變換與控制技術(shù),已被廣泛應(yīng)用于家用電器、汽車電子、高壓輸電、武器裝備等諸多領(lǐng)域。功率半導(dǎo)體器件中的橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（LDMOS）因具有MOSFET類器件的易驅(qū)動(dòng)、開關(guān)頻率高等優(yōu)勢以及易于集成的橫向結(jié)構(gòu),而被廣泛用于射頻、微波電路等高頻領(lǐng)域。衡量功率半導(dǎo)體器件電特性的一個(gè)重要指標(biāo)是,器件能達(dá)到一定擊穿電壓（BV）的同時(shí),比導(dǎo)通電阻(Ron,sp)應(yīng)盡可能低,這樣方可在保證一定耐壓條件下將器件的通態(tài)損耗降至最小。本文就這一目標(biāo),以LDMOS器件為研究對象,基于高K材料（high-k,HK）及半導(dǎo)體物理與器件基本理論,利用ISE-TCAD器件仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)并研究了兩種新型LDMOS器件。本文的主要?jiǎng)?chuàng)新性成果包括以下三點(diǎn):1.將高K材料（HK）與折疊硅器件（Folded Silicon LDMOS,FSLDMOS）相結(jié)合,提出了一種采用HK介質(zhì)作為場氧化層的高耐壓LDMOS（HK-FSLDM...
【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：88 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
擴(kuò)展漏結(jié)構(gòu)LDMOS
從而提高了器件耐壓。ESURF 技術(shù)，人們制造出了各種高耐壓器件結(jié)構(gòu)，有BT 等。也正是由于該技術(shù)的特點(diǎn)，使得 PIC 中橫向成為可能。例如 RESURF-LDMOS 器件，漂移區(qū)除用擴(kuò)展漏結(jié)構(gòu)（如圖 2.4 所示）或 N 阱（如圖 2.5 所滿足 RESURF 要求。這兩種結(jié)構(gòu)都是直接制作在無OS 工藝基本相類似，因此更易于兼容。圖2.4 擴(kuò)展漏結(jié)構(gòu) LDMOS
上述 RESURF 技術(shù)是對器件漂移區(qū)表面的電場分布進(jìn)行優(yōu)化，降低電場以達(dá)到提高擊穿電壓的目的。然而，諸如 LDMOS 等橫向功率器件的擊穿電壓不取決于表面的橫向電場分布，也決定于從器件表面到襯底縱向分布的電場，器件的擊穿點(diǎn)取決于最大的電場峰所在位置。REBULF 技術(shù)正是從器件襯底著手，在器件 RESURF 條件下，優(yōu)化縱向電場分布；或是通過在襯底中引入新結(jié)構(gòu)、新，進(jìn)一步優(yōu)化器件表面電場分布，達(dá)到提高器件耐壓的目的。段寶興教授團(tuán)隊(duì)在 REBULF 技術(shù)方面做了大量研究工作，提出了一系列優(yōu)化分布的新結(jié)構(gòu)和新機(jī)理[43-50]。如圖 2.7 所示為 REBULF 技術(shù)在 LDMOS 器件的一用，圖 2.7(a)是該器件（ADSL LDMOS）三維結(jié)構(gòu)示意圖[50]。該結(jié)構(gòu)在器件漏區(qū)的漂移區(qū)下方增加了兩個(gè)摻雜區(qū)，分別是 N 柱和 P 柱。圖 2.7(b)是 ADSL LDM傳統(tǒng) LDMOS 在擊穿時(shí)的等勢線分布比較，由于所增加的摻雜區(qū)可輔助耗盡襯此相比于傳統(tǒng)器件，該新型器件的襯底中縱向電場分布得到了很大程度的延伸，耐壓獲得了提升。盡管傳統(tǒng) LDMOS 器件已滿足 RESURF 條件，但 ADSL LDM于對縱向電場分布的優(yōu)化使得器件擊穿電壓得到了進(jìn)一步的提高。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]埋空隙PSOI結(jié)構(gòu)的耐壓分析[J]. 段寶興,張波,李肇基,羅小蓉. 半導(dǎo)體學(xué)報(bào). 2005(09)
[2]第一次電子革命及第二次電子革命[J]. 陳星弼. 微型電腦應(yīng)用. 2000(08)
博士論文
[1]智能功率集成電路中功率半導(dǎo)體器件的研究[D]. 程駿驥.電子科技大學(xué) 2013
本文編號(hào)：3427958
【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：88 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
擴(kuò)展漏結(jié)構(gòu)LDMOS
從而提高了器件耐壓。ESURF 技術(shù)，人們制造出了各種高耐壓器件結(jié)構(gòu)，有BT 等。也正是由于該技術(shù)的特點(diǎn)，使得 PIC 中橫向成為可能。例如 RESURF-LDMOS 器件，漂移區(qū)除用擴(kuò)展漏結(jié)構(gòu)（如圖 2.4 所示）或 N 阱（如圖 2.5 所滿足 RESURF 要求。這兩種結(jié)構(gòu)都是直接制作在無OS 工藝基本相類似，因此更易于兼容。圖2.4 擴(kuò)展漏結(jié)構(gòu) LDMOS
上述 RESURF 技術(shù)是對器件漂移區(qū)表面的電場分布進(jìn)行優(yōu)化，降低電場以達(dá)到提高擊穿電壓的目的。然而，諸如 LDMOS 等橫向功率器件的擊穿電壓不取決于表面的橫向電場分布，也決定于從器件表面到襯底縱向分布的電場，器件的擊穿點(diǎn)取決于最大的電場峰所在位置。REBULF 技術(shù)正是從器件襯底著手，在器件 RESURF 條件下，優(yōu)化縱向電場分布；或是通過在襯底中引入新結(jié)構(gòu)、新，進(jìn)一步優(yōu)化器件表面電場分布，達(dá)到提高器件耐壓的目的。段寶興教授團(tuán)隊(duì)在 REBULF 技術(shù)方面做了大量研究工作，提出了一系列優(yōu)化分布的新結(jié)構(gòu)和新機(jī)理[43-50]。如圖 2.7 所示為 REBULF 技術(shù)在 LDMOS 器件的一用，圖 2.7(a)是該器件（ADSL LDMOS）三維結(jié)構(gòu)示意圖[50]。該結(jié)構(gòu)在器件漏區(qū)的漂移區(qū)下方增加了兩個(gè)摻雜區(qū)，分別是 N 柱和 P 柱。圖 2.7(b)是 ADSL LDM傳統(tǒng) LDMOS 在擊穿時(shí)的等勢線分布比較，由于所增加的摻雜區(qū)可輔助耗盡襯此相比于傳統(tǒng)器件，該新型器件的襯底中縱向電場分布得到了很大程度的延伸，耐壓獲得了提升。盡管傳統(tǒng) LDMOS 器件已滿足 RESURF 條件，但 ADSL LDM于對縱向電場分布的優(yōu)化使得器件擊穿電壓得到了進(jìn)一步的提高。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]埋空隙PSOI結(jié)構(gòu)的耐壓分析[J]. 段寶興,張波,李肇基,羅小蓉. 半導(dǎo)體學(xué)報(bào). 2005(09)
[2]第一次電子革命及第二次電子革命[J]. 陳星弼. 微型電腦應(yīng)用. 2000(08)
博士論文
[1]智能功率集成電路中功率半導(dǎo)體器件的研究[D]. 程駿驥.電子科技大學(xué) 2013
本文編號(hào)：3427958
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