500V P溝VDMOS的設計.pdf

1、VDMOS是將微電子技術和電力電子技術融合起來誕生的新一代功率半導體器件。其不僅具有傳統(tǒng)MOS的開關速度快、驅(qū)動功率小、負溫度系數(shù)等優(yōu)點，而且還擁有高擊穿電壓、低導通電阻、高可靠性等性能。由于具備了上述技術特點， VDMOS在開關電源、電機控制、射頻通信、音頻放大器、高頻振蕩器、不間斷電源、節(jié)能燈、有源功率因數(shù)校正、逆變器等領域得到了廣泛應用。但是在航空、航天和新能源領域應用，P溝道VDMOS器件擁有不能被N溝道VDMOS所能取代的優(yōu)點

2、，比如較強的抗輻照能力。且P溝道和N溝道VDMOS器件結合使用可以優(yōu)化電路布局，提升電路性能。目前國內(nèi)大功率的P溝道VDMOS絕大部分依賴進口。于是，研發(fā)完全基于國內(nèi)生產(chǎn)線工藝水平的大功率P溝道VDMOS是刻不容緩的事情，且具有重大的現(xiàn)實意義。
　　本論文在與國內(nèi)某知名單位的合作項目基礎上，進行500 V耐壓 P溝道VDMOS的設計。主要參數(shù)指標：擊穿電壓為-500 V，閾值電壓為-3~-5 V，導通電阻小于等于4.9Ω。依托合作

3、方生產(chǎn)線進行高壓P溝道VDMOS的工藝開發(fā)，同時進行該器件的元胞和終端設計，最后流片測試分析及優(yōu)化。
　　本論文的主要內(nèi)容如下：
　　1、參考國外對應產(chǎn)品手冊及項目合作方的0.5微米六吋生產(chǎn)線，建立了產(chǎn)品的工藝制程，確定了產(chǎn)品基本參數(shù)指標；結合二維仿真器Tsuprem4&Medici進行了工藝和器件的聯(lián)合仿真，包括靜態(tài)參數(shù)和動態(tài)參數(shù)；經(jīng)過仿真優(yōu)化后確定了器件結構參數(shù)和工藝參數(shù)。仿真結果，擊穿電壓為-527 V，閾值電壓為-3

4、.6 V，特征導通電阻0.192Ω·cm2，開啟時間為85 ns，關斷時間為140 ns，輸入電容為567 nF，輸出電容為58 nF，反向傳輸電容為11 nF，體二極管反向恢復時間為150 ns；仿真結果均滿足器件各設計參數(shù)指標。
　　2、結合工藝線的機臺能力（如腐蝕方法、光刻精度等），繪制了該產(chǎn)品版圖；從材料角度和 Nbody的注入劑量等幾個方面進行工藝條件分片，完成流片后進行測試分析，將測試結果與設計目標參數(shù)對比發(fā)現(xiàn)靜態(tài)參數(shù)