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文檔簡介
1、功率半導(dǎo)體器件在批量生產(chǎn)前,必須通過高溫反偏(High Temperature Reverse Bias,HTRB)測試。超結(jié)(Superjunction,SJ)垂直雙擴散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(Vertical Double Diffused Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor,VDMOS)常在高溫反偏條件下工作,為了提高超VDMOS器件的使用壽命以及保證其所在功率
2、電路系統(tǒng)的穩(wěn)定工作,需要提高器件的高溫反偏可靠性。
本論文從HTRB測試方法入手,通過分析超結(jié)VDMOS器件的HTRB測試結(jié)果,找出了導(dǎo)致器件耐壓退化的可動離子的來源,對可動離子的運動路徑進行了詳細分析,然后闡述了可動離子導(dǎo)致器件耐壓退化的機理。借助仿真等手段揭示了終端區(qū)域為超結(jié)VDMOS器件易受可動離子沾污的脆弱區(qū)域,在此基礎(chǔ)上提出了一種具有“Z”型場板結(jié)構(gòu)的超結(jié)VDMOS器件終端結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)能夠起到屏蔽與補償可動離子的作用
3、,與此同時,仿真結(jié)果顯示該結(jié)構(gòu)能有效降低器件的表面電場強度。在終端結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上,提出了一種抗可動離子沾污的600V超結(jié)VDMOS芯片,并在華虹NEC進行了流片實驗。
測試結(jié)果顯示,改進型超結(jié)VDMOS芯片的擊穿電壓達到了680V以上,并且其它靜態(tài)和動態(tài)參數(shù)相比于未優(yōu)化芯片沒有發(fā)生退化。在168小時的HTRB測試后,改進型芯片的耐壓退化率在5%之內(nèi),相比于未優(yōu)化芯片極大地提高了可靠性。論文提出的具有“Z”型場板的終端結(jié)構(gòu)還可
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