功率場效應(yīng)晶體管(MOSFET)的可制造性設(shè)計.pdf

1、半導(dǎo)體功率器件是電力電子領(lǐng)域的重要元器件，是實現(xiàn)強電與弱電之間接口的橋梁。在開關(guān)電源、變頻、顯示、節(jié)能降耗及生態(tài)與環(huán)境保護等方面均有廣闊的應(yīng)用前景。半導(dǎo)體功率器件是為解決電子領(lǐng)域面臨的功率放大與功率控制需要開發(fā)出來，而且，隨著功率電子技術(shù)的不斷發(fā)展壯大產(chǎn)生了功率電子學(xué)這種新的學(xué)科分支。
　　 1979年，H.W.Collins等人提出了一種垂直雙擴散MOS結(jié)構(gòu)。VDMOS是將微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)融合起來的新一代功率半導(dǎo)體器件

2、。以VDMOSFET為典型代表的MOS半導(dǎo)體功率器件是如今電力電子器件領(lǐng)域的主流，功率VDMOSFET是功率電力電子器件的主流產(chǎn)品之一，它在大功率開關(guān)、功率放大器等領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛。VDMOSFET是用電場效應(yīng)控制電流，屬于電壓控制器件，具有高輸入阻抗，低導(dǎo)通電阻，因而驅(qū)動功率很小，大輸出電流，開關(guān)速度快，工作頻率高，無二次擊穿，安全工作區(qū)寬，跨導(dǎo)線性好，放大失真小，熱穩(wěn)定性好等特點。
　　 本文首先概括了功率MOSFET的

3、國內(nèi)外發(fā)展歷史及其研究現(xiàn)狀，提出了本課題的研究意義和研究價值；討論了MOS的結(jié)構(gòu)特征及特性并對MOSFET器件的基本結(jié)構(gòu)和工作原理進行了介紹。然后，文章重點分析了能夠影響功率VDMOSFET導(dǎo)通電阻、閥值電壓等參數(shù)的各種因素。利用軟件模擬，通過計算機的大量計算，然后依工藝條件選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)參數(shù)，使芯片面積達到最小化，從而使成本降低。
　　 本工作實現(xiàn)功率VDMOSFET器件的計算機模擬所采用的是新一代TCAD工具包括：Senta

4、urus-Process工藝仿真工具、Sentaurus-Structure Editor器件結(jié)構(gòu)編輯工具、Sentaurus-Device物理特性仿真工具、集成化的虛擬設(shè)計平臺SentaurusWorkBench等半導(dǎo)體器件可制造性設(shè)計工具。
　　 研究工作的核心階段是利用Sentaurus process工具建立工藝文件，進行了選擇及參數(shù)修正以用于VDMOSFET器件的模擬，筆者使用Sentaurus device工具對VD