漂移區(qū)多溝槽耐壓的SOI高壓器件特性研究與優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、智能功率模塊是指將驅(qū)動電路和功率器件封裝在一起組成的整體電路模塊，具有了高效、智能的特點(diǎn)，而單芯片智能功率模塊將智能功率模塊的各個(gè)組成部分集成在同一芯片上，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的小型化和高可靠性。對于一個(gè)典型的單芯片智能功率模塊，功率器件作為核心元件，占用模塊的大部分面積。智能功率模塊的發(fā)展趨勢要求功率器件有更高的電流密度和更低的開關(guān)損耗。在功率器件的漂移區(qū)引入溝槽結(jié)構(gòu)，保證器件耐壓能力的前提下，優(yōu)化器件的電流能力和關(guān)斷性能是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。

2、r>　　本論文首先闡述了漂移區(qū)溝槽結(jié)構(gòu)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，分析了漂移區(qū)對厚膜SOI器件耐壓機(jī)理、正向?qū)ㄌ匦院烷_關(guān)特性的影響。接著對深氧化溝槽(Deep oxide Trench，DOT)器件的電學(xué)特性進(jìn)行了理論分析，通過仿真分析了在不同狀態(tài)下器件的電勢分布、載流子分布以及電流分布。然后研究了幾種現(xiàn)有DOT結(jié)構(gòu)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，分析了這些結(jié)構(gòu)各自的優(yōu)缺點(diǎn)。在這些研究的基礎(chǔ)上，給出了漂移區(qū)多深氧化溝槽(Mutiple Deep oxide Tre

3、nch，MDOT)器件。該器件具有階梯狀的漂移區(qū)多溝槽結(jié)構(gòu)，在保持器件耐壓的前提下，大幅提升器件的電流能力，提升了少子器件的關(guān)斷速度。最后本文對MDOT器件的工藝和版圖進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
　　測試結(jié)果表明:本論文所設(shè)計(jì)的MDOT橫向絕緣柵雙極型晶體管(Lateral Insulated Gate Bipolar Transistor，LIGBT)的導(dǎo)通電流密度從246A/cm2上升到354A/cm2，關(guān)斷時(shí)間從330ns縮短到146ns