一種垂直型恒流二極管的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、由于LED與其他傳統(tǒng)光源相比，具有啟動(dòng)快、能耗低、使用壽命長(zhǎng)、方向性好、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，被稱為是21世紀(jì)最有發(fā)展前景的綠色照明光源，被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備，如電子手表、手機(jī)、電腦等的顯示屏、顯示器，汽車上的各種燈具、儀表顯示器，室內(nèi)照明顯示設(shè)備，戶外顯示屏、交通指示燈等。而LED使用過程中出現(xiàn)失效的主要原因是驅(qū)動(dòng)電路出現(xiàn)問題，因此LED若想得到廣泛可持續(xù)地發(fā)展應(yīng)用，合理的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)則尤為關(guān)鍵。本文提出了應(yīng)用于LED驅(qū)動(dòng)電路的垂直型恒流二

2、極管結(jié)構(gòu)，包括類耗盡 DMOS型垂直恒流二極管結(jié)構(gòu)及類 JFET雙外延槽型陰極垂直恒流二極管結(jié)構(gòu)，借助TSUPREM4及MEDICI仿真軟件對(duì)器件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，并研究了器件的終端結(jié)構(gòu)和工藝流程。本論文的主要內(nèi)容如下：
　　1、簡(jiǎn)述了LED、LED驅(qū)動(dòng)電路和恒流二極管的發(fā)展歷程。
　　2、設(shè)計(jì)了一種類耗盡DMOS型垂直恒流二極管器件結(jié)構(gòu)。研究了恒流二極管的主要工作原理，恒流二極管的I-V特性可大致分為三個(gè)區(qū)域，線性區(qū)、飽和區(qū)

3、及擊穿區(qū)。其中還詳細(xì)分析了有效溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)對(duì)器件飽和區(qū)特性的影響，也為后續(xù)仿真設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。恒流二極管應(yīng)用于LED驅(qū)動(dòng)電路中時(shí)，需保證較好的恒流特性、足夠的擊穿電壓及盡量小的夾斷電壓。外延層厚度、外延層濃度、溝道濃度、JFET區(qū)寬度、氧化層厚度、環(huán)境溫度等參數(shù)都會(huì)對(duì)器件的恒流特性、夾斷電壓和擊穿電壓產(chǎn)生的影響，因此通過仿真確定了器件的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)和工藝參數(shù)。設(shè)計(jì)了適合器件的場(chǎng)限環(huán)終端結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行了理論及仿真結(jié)合研究。結(jié)合工藝線

4、的具體情況，設(shè)計(jì)了器件的具體工藝流程。
　　3、設(shè)計(jì)了一種類 JFET雙外延槽型陰極垂直恒流二極管器件結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有雙外延及槽型陰極的特點(diǎn)，具有良好的電學(xué)特性。仿真研究了刻槽深度、第一N-外延層厚度及濃度、第二N-外延層厚度及濃度和P型阱區(qū)推結(jié)時(shí)間對(duì)器件I-V特性的影響，確定了器件的工藝流程及版圖結(jié)構(gòu)。完成流片后進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試分析，得到了不同電流級(jí)別的器件的實(shí)驗(yàn)測(cè)試 I-V特性結(jié)果，從器件電學(xué)特性隨時(shí)間退化、器件負(fù)溫度特性等多方