VDMOS終端結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、現(xiàn)代的電力電子技術(shù)無論對改造傳統(tǒng)工業(yè) (電力、機(jī)械、冶礦、交通、化學(xué)、輕紡等)，還是對新建高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)(航天、激光、通信、機(jī)器人等)都至關(guān)重要，它的應(yīng)用領(lǐng)域幾乎涉及到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)部門，毫無疑問，它將成為本世紀(jì)乃至下世紀(jì)重要關(guān)鍵技術(shù)之一。VDMOS (垂直溝道MOS管，或稱功率MOS)以其開關(guān)頻率高(可達(dá)1MHz)、驅(qū)動(dòng)簡單(電壓型驅(qū)動(dòng))、抗擊穿性好等特點(diǎn)成為電力電子器件中非常重要的一員。電力電子器件最重要的靜態(tài)特性之一便是耐壓，V

2、DMOS的耐壓主要由終端結(jié)構(gòu)決定。浮空場限環(huán)作為一種重要而有效的結(jié)終端技術(shù)，在提高擊穿電壓、改善表面電場分布等方面效果顯著，其簡單的制作工藝更使其廣泛應(yīng)用于高壓器件。因此，研究VDMOS場限環(huán)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法非常具有實(shí)際價(jià)值。 本文回顧了高壓器件終端結(jié)構(gòu)的發(fā)展過程，并對現(xiàn)今應(yīng)用最廣的結(jié)構(gòu)——場限環(huán)的工作機(jī)理及其擊穿特性進(jìn)行了詳細(xì)分析。文中介紹了現(xiàn)有的各種設(shè)計(jì)場限環(huán)的數(shù)值、分析模型并分別指出他們的優(yōu)點(diǎn)及存在的問題。本文以B.J.

3、Baliga 的理論作為基礎(chǔ)，通過求解雙邊突變圓柱結(jié)的泊松方程，得到了場限環(huán)主結(jié)、環(huán)結(jié)區(qū)域的電特性分布。盡管本分析模型引入了兩個(gè)輔助的參量，但是此參量可以通過簡單的分析方式獲得，這兩個(gè)參量的引入使得此模型可以在很大的范圍內(nèi)取得很高的精度。此模型集中反映了場限環(huán)優(yōu)化設(shè)計(jì)的各項(xiàng)參數(shù)對場限環(huán)特性的影響，并且考慮了串通及非串通兩種不同情況下模型的變化。通過模擬及理論的比較，此模型在很廣的襯底濃度(13.4Ω·cm～53Ω·cm)及結(jié)深范圍內(nèi)均適