1500V N溝VDMOS器件.pdf

1、功率MOSFET器件作為電力電子器件的重要一員，因其具有開(kāi)關(guān)速度快、輸入阻抗高、電流負(fù)溫度系數(shù)、驅(qū)動(dòng)功率低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于開(kāi)關(guān)電源、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、節(jié)能燈、汽車電子、整流器等應(yīng)用中，因而在電力電子系統(tǒng)中占有舉足輕重的作用。
　　隨著商用VDMOS的日趨成熟，對(duì)于高壓VDMOS而言，器件耐壓越高，產(chǎn)品要求的外延片電阻率增加、外延厚度增加，相較于低壓器件相同電阻條件下要求的面積越大，成本越高，因而減小特征導(dǎo)通電阻有利于提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2、現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)的高壓VDMOS器件主要依靠國(guó)外進(jìn)口，國(guó)內(nèi)的高壓VDMOS產(chǎn)品幾乎還沒(méi)有，設(shè)計(jì)出基于國(guó)內(nèi)工藝線的高壓器件刻不容緩，自主研發(fā)并制作基于國(guó)內(nèi)工藝線的高壓VDMOS器件具有重大意義。
　　本論文在與國(guó)內(nèi)某生產(chǎn)線合作的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行元胞及終端結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、仿真及優(yōu)化，然后進(jìn)行版圖的設(shè)計(jì)及繪制，最終在合作工藝線上流片，其最終目標(biāo)在于制作一款BVDSS>1500V、ID=4A、RDS(on)<7Ω、trr<510 ns的N溝VDMO

3、S器件。
　　本論文首先概述了VDMOS的主要優(yōu)點(diǎn)及工作原理，并對(duì)VDMOS的主要靜態(tài)、動(dòng)態(tài)參數(shù)及終端理論進(jìn)行了分析。在合作方提供的基本工藝的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出適用于1500V的高壓工藝流程。基于此工藝，采用工藝仿真軟件 TSUPREM4和二維器件仿真軟件 MEDICI開(kāi)展元胞、終端結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化。最終，器件仿真耐壓達(dá)到1705V、閾值電壓4V。比導(dǎo)通電阻84Ω·cm2。最后根據(jù)工藝線的實(shí)際機(jī)臺(tái)能力，結(jié)合電阻要求設(shè)計(jì)并繪制版圖。制版

4、完成后交由流片方按照工藝條件進(jìn)行流片，流片后對(duì)合格樣管進(jìn)行了封裝測(cè)試。第二次流片樣管測(cè)試結(jié)果：擊穿電壓1605V、導(dǎo)通電阻5.75Ω、閾值電壓4.5V、上升時(shí)間tr=11.4ns、下降時(shí)間tf=28ns、反饋電容Crss=12pf，反向恢復(fù)時(shí)間trr=270 ns。最終樣管測(cè)試全參數(shù)滿足要求，某些參數(shù)甚至優(yōu)于指標(biāo)。
　　本論文成功的設(shè)計(jì)并研制出了符合設(shè)計(jì)要求的1500V N溝VDMOS器件。本產(chǎn)品的成功研制，使得國(guó)內(nèi)擁有了自助研制