高壓PSOI-LDMOS的機理研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代社會的技術發(fā)展以及微電子行業(yè)的迅速發(fā)展，電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度也越來越快，半導體產(chǎn)業(yè)也面臨著向更高水平發(fā)展的問題，同時半導體器件在各個行業(yè)的應用愈加廣泛。其中橫向雙擴散金屬氧化物半導體LDMOS作為功率半導體器件應用的主要構成部分，在近幾年得到了大量的關注和應用。而其中絕緣層上硅SOI LDMOS結構具有良好的隔離性能等諸多優(yōu)點，同時也有自熱效應等不足之處。故在此基礎上提出部分絕緣層上硅PSOI LDMOS結構，該結構結合了傳統(tǒng)

2、結隔離結構和SOI結構的優(yōu)勢，其襯底能夠承擔一部分縱向電壓，因此可以提高耐壓能力，并且硅窗能夠抑制SOI結構固有的自熱效應。
　　第一部分介紹 LDMOS的基本結構，并介紹常見的結終端技術。主要有減小表面電場RESURF原理，以及在RESURF基礎上的Double-RESURF和Triple-RESURF原理，場板技術，場限環(huán)技術，橫向變摻雜技術，結終端擴展技術和超級結結構。
　　第二部分先是闡述了SOI基本結構，分析其優(yōu)點

3、和弊端，并闡述制備SOI結構的工藝流程。然后對于SOI LDMOS器件的擊穿原理進行說明，在橫向和縱向方向上分析其耐壓能力，之后在SOI結構的基礎上引入PSOI結構，并闡述基本的模型公式。
　　第三部分對PSOI-LDMOS的尺寸等參數(shù)效應進行全面的分析，在不同的參數(shù)條件下仿真得出最佳擊穿電壓BVmax，并得出存在最佳的尺寸比例來獲得更高的擊穿電壓。分析發(fā)現(xiàn)窗口長度和硅膜厚度比例為6是獲得PSOI LDMOS更高BV的優(yōu)化值。并且

4、也優(yōu)化分析了窗口長度以及漂移區(qū)濃度等參數(shù)。
　　第四部分在PSOI LDMOS的基礎上進行結構優(yōu)化，提出了帶有N型硅島（NIS）和階梯形漂移區(qū)（SDD）的部分絕緣體上硅結構NIS-SDD PSOI LDMOS。在器件橫向以及縱向方向上詳細分析了電場分布情況，并單獨對N型硅島和階梯形漂移區(qū)的作用進行闡述。將NIS-SDD PSOI LDMOS與傳統(tǒng)的LDMOS以及帶有N型硅島的PSOI結構分別進行比較，結果表明該結構顯著提升擊穿電壓