SOI橫向功率器件中的二維場板理論研究.pdf

1、場板技術作為一種實用的結終端技術，因其所占面積小、制造工藝簡單等優(yōu)點，在功率MOS器件、高壓集成電路和智能功率集成電路中得到了廣泛的應用。將場板技術運用于SOI橫向功率器件中，不僅利用了SOI技術隔離性能好、漏電小、功耗低、速度快、抗輻射等自有優(yōu)勢，而且可以有效改善器件表面電場分布，從而大大提高器件耐壓特性。研究發(fā)現(xiàn)，不同結構的場板對表面電場分布的改善能力不同，故而建立不同場板結構 SOI橫向功率器件沿漂移區(qū)表面勢場分布的解析模型對進一

2、步弄清場板對表面勢場分布的影響以及深入研究場板SOI橫向功率器件的耐壓機理具有重要意義。本文基于二維Possion方程，建立了較為完備的SOI橫向功率器件二維場板理論，主要包括普通金屬場板、階梯場板和浮空場板SOI橫向功率器件表面勢場分布的解析建模及其分布特性的深入研究。
　　1.普通場板SOI橫向功率器件表面勢場分布解析模型及其特性研究。首先，分別建立了柵場板結構和漏場板結構SOI RESURF LDMOS沿漂移區(qū)表面勢場分布的

3、解析模型，著重分析了不同外加偏壓下出現(xiàn)的不同耗盡情形，針對不同耗盡情形建立了統(tǒng)一的勢場分布解析式。利用半導體器件仿真工具Silvaco對模型的準確性進行了論證，并分別探討了柵場板和漏場板結構參數(shù)對表面勢場分布以及漂移區(qū)耗盡的影響。最后，在綜合前面分析的基礎上，建立了一個柵漏場板聯(lián)合作用下SOI橫向功率器件表面勢場分布的全域解析模型，通過Silvaco仿真發(fā)現(xiàn)模型吻合良好。
　　2.階梯場板SOI橫向功率器件表面勢場分布解析模型及其

4、特性研究。分別建立了全耗盡情況下n階柵場板結構和n階漏場板結構SOI橫向功率器件表面勢場分布的解析模型。利用Silvaco對模型的精準性進行了論證，并研究了場板階數(shù)的變化對表面勢場分布的影響。最后，建立了任意階柵漏階梯場板結構SOI橫向功率器件表面勢場分布的解析模型，為進一步分析階梯場板結構SOI橫向功率器件的耐壓機理提供了理論上的指導。
　　3.浮空場板SOI橫向功率器件表面勢場分布解析模型及其特性研究。分別建立了全耗盡情況下單