功率VDMOSFET終端結構的擊穿特性研究與設計.pdf

1、本論文主要研究內(nèi)容為功率VDMOSFET終端結構的擊穿特性。對一款700VVDMOSFET終端結構進行了優(yōu)化設計。
　　首先研究了半導體功率器件雪崩擊穿的條件和機制，代入無限大平面結和突變柱狀結的邊界條件得到擊穿電壓的解析方程。通過對無限大平面結的研究，發(fā)現(xiàn)平面結與外延層參數(shù)的選取有直接關系，因此可以推導計算出外延層濃度和厚度參數(shù)，通過仿真驗證，計算出來的外延層參數(shù)與實際的仿真結果誤差很小。突變柱狀結主要用于主結擊穿電壓的研究，結

2、果表明柱狀結的曲率半徑與結的擊穿電壓有直接關系，曲率越小，結的擊穿電壓越高，這也為其他終端技術提供了理論基礎。
　　然后介紹了幾種常見的終端技術，對橫向變摻雜技術做了簡要分析，對場限環(huán)技術，終端場板技術做了詳細分析和仿真驗證。通過改變場限環(huán)結深，場限環(huán)間距，復合場板結構，探究其與終端擊穿特性之間的關系。之后提出了一種高壓功率器件改進場板的方法與設計，通過調(diào)節(jié)金屬-多晶硅復合場板結構，使金屬浮空場板的邊緣覆蓋住多晶硅浮空場板的邊緣，

3、最終使場板內(nèi)部的場強相互削弱，減小表面最大電場?；诖死碚?，做了一組采用傳統(tǒng)金屬-多晶硅復合場板和改進后的金屬-多晶硅復合場板結構的VDMOSFET終端仿真驗證。
　　通過上文對終端技術的研究，本文設計了一款4個場限環(huán)外加金屬多晶硅復合場板結構的VDMOSFET，通過對外延層參數(shù)的優(yōu)化，場限環(huán)位置和個數(shù)的選取，金屬-多晶硅復合場板參數(shù)的調(diào)節(jié)，最終在151μm的有效終端長度上設計了一款耐壓為772V的終端結構，在保證相同耐壓前提下比