電導(dǎo)增強型高壓功率器件研究.pdf

1、實現(xiàn)高耐壓（BV）和低比導(dǎo)通電阻（Ron,sp）是功率器件設(shè)計的關(guān)鍵目標(biāo)和研究方向，但是，功率MOS的耐壓和比導(dǎo)通電阻之間存在著相互制約的Ron,sp∞BV2.5關(guān)系，即“硅極限”。
　　為了突破“硅極限”，同時克服常規(guī)場板技術(shù)的不足，本文提出了兩類積累型的低阻橫向功率MOS新結(jié)構(gòu)。正向?qū)顟B(tài)，該結(jié)構(gòu)在漂移區(qū)形成多數(shù)載流子的積累層，形成從源端到漏端的連續(xù)的超低電阻電流通道；關(guān)斷耐壓狀態(tài)，延伸柵場板調(diào)節(jié)漂移區(qū)的電場分布，從而提高耐

2、壓。利用上述工作機理，器件的比導(dǎo)通電阻由漂移區(qū)中積累層電荷決定，不取決于漂移區(qū)的摻雜濃度，故無需考慮比導(dǎo)通電阻和耐壓的折衷關(guān)系，這就有效緩解了Ron,sp∞BV2.5的“硅極限”問題。
　　基于上述工作機理，文中提出了以下兩類橫向功率MOS新結(jié)構(gòu)：
　　（1）提出了一種積累型超低比導(dǎo)通電阻的U形柵LDMOS。仿真表明：新結(jié)構(gòu)在耐壓達到662 V時，比導(dǎo)通電阻僅為12.4 m?·cm2，相比于同樣尺寸下的常規(guī)結(jié)構(gòu)，新結(jié)構(gòu)的BV

3、提高了88.6％且Ron,sp顯著下降了96.4%，且因電流主要由積累層輸運，比導(dǎo)通電阻不取決于漂移區(qū)的摻雜濃度，所以在器件優(yōu)化設(shè)計時，器件耐壓達到最大時其優(yōu)值（FOM）也最高，打破了Ron,sp與耐壓BV之間的制約關(guān)系。結(jié)合U形柵和積累層的特點，文中又討論了一種應(yīng)用于較低電壓領(lǐng)域的變形結(jié)構(gòu)。最后針對新結(jié)構(gòu)的器件進行工藝流程設(shè)計。
　?。?）提出了一種具有延伸柵的薄層SOI LDMOS。該結(jié)構(gòu)一方面采用襯底刻蝕技術(shù)，突破SOI器件