功率VDMOSFET終端結(jié)構(gòu)的擊穿特性研究與設(shè)計(jì).pdf

1、本論文主要研究?jī)?nèi)容為功率VDMOSFET終端結(jié)構(gòu)的擊穿特性。對(duì)一款700VVDMOSFET終端結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　首先研究了半導(dǎo)體功率器件雪崩擊穿的條件和機(jī)制，代入無(wú)限大平面結(jié)和突變柱狀結(jié)的邊界條件得到擊穿電壓的解析方程。通過(guò)對(duì)無(wú)限大平面結(jié)的研究，發(fā)現(xiàn)平面結(jié)與外延層參數(shù)的選取有直接關(guān)系，因此可以推導(dǎo)計(jì)算出外延層濃度和厚度參數(shù)，通過(guò)仿真驗(yàn)證，計(jì)算出來(lái)的外延層參數(shù)與實(shí)際的仿真結(jié)果誤差很小。突變柱狀結(jié)主要用于主結(jié)擊穿電壓的研究，結(jié)

2、果表明柱狀結(jié)的曲率半徑與結(jié)的擊穿電壓有直接關(guān)系，曲率越小，結(jié)的擊穿電壓越高，這也為其他終端技術(shù)提供了理論基礎(chǔ)。
　　然后介紹了幾種常見(jiàn)的終端技術(shù)，對(duì)橫向變摻雜技術(shù)做了簡(jiǎn)要分析，對(duì)場(chǎng)限環(huán)技術(shù)，終端場(chǎng)板技術(shù)做了詳細(xì)分析和仿真驗(yàn)證。通過(guò)改變場(chǎng)限環(huán)結(jié)深，場(chǎng)限環(huán)間距，復(fù)合場(chǎng)板結(jié)構(gòu)，探究其與終端擊穿特性之間的關(guān)系。之后提出了一種高壓功率器件改進(jìn)場(chǎng)板的方法與設(shè)計(jì)，通過(guò)調(diào)節(jié)金屬-多晶硅復(fù)合場(chǎng)板結(jié)構(gòu)，使金屬浮空?qǐng)霭宓倪吘壐采w住多晶硅浮空?qǐng)霭宓倪吘墸?/p>

3、最終使場(chǎng)板內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)相互削弱，減小表面最大電場(chǎng)?；诖死碚?，做了一組采用傳統(tǒng)金屬-多晶硅復(fù)合場(chǎng)板和改進(jìn)后的金屬-多晶硅復(fù)合場(chǎng)板結(jié)構(gòu)的VDMOSFET終端仿真驗(yàn)證。
　　通過(guò)上文對(duì)終端技術(shù)的研究，本文設(shè)計(jì)了一款4個(gè)場(chǎng)限環(huán)外加金屬多晶硅復(fù)合場(chǎng)板結(jié)構(gòu)的VDMOSFET，通過(guò)對(duì)外延層參數(shù)的優(yōu)化，場(chǎng)限環(huán)位置和個(gè)數(shù)的選取，金屬-多晶硅復(fù)合場(chǎng)板參數(shù)的調(diào)節(jié)，最終在151μm的有效終端長(zhǎng)度上設(shè)計(jì)了一款耐壓為772V的終端結(jié)構(gòu)，在保證相同耐壓前提下比