高壓LEDMOS器件熱載流子效應(yīng)研究及優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、功率MOS集成電路提高了整機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，已在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域中發(fā)揮了非常重要的作用。高壓LDMOS具有擊穿電壓高、導(dǎo)通特性好，以及易與標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝兼容等特點(diǎn)，因此非常適用于功率集成電路。功率MOS集成電路通常工作在高溫、高壓、高頻及大電流等環(huán)境中，當(dāng)電流在功率LDMOS器件表面流過(guò)時(shí)，在高電場(chǎng)作用下極易形成熱載流子，注入到氧化層中，導(dǎo)致器件性能退化，甚至失效。因此，功率LDMOS器件的熱載流子可靠性問(wèn)題將阻礙LDMOS器件及

2、相關(guān)功率集成電路的進(jìn)一步發(fā)展，迫切需要對(duì)其展開(kāi)深入研究。
　　 論文首先簡(jiǎn)單介紹了MOS器件熱載流子效應(yīng)的原理，討論了表征MOS器件熱載流子退化時(shí)氧化層中電荷產(chǎn)生的CP(電荷泵)測(cè)試方法。本論文采用TCAD軟件模擬與CP、I-V測(cè)試相結(jié)合的方法進(jìn)行研究，尋找到熱載流子退化最嚴(yán)重的應(yīng)力條件，在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)研究了高壓nLEDMOS器件及厚柵氧pLEDMOS器件各類電學(xué)參數(shù)熱載流子退化的情況，提出了全新的注入機(jī)制：對(duì)高壓nLEDMO

3、S器件，存在包括界面態(tài)Dit的產(chǎn)生、積累區(qū)和溝道區(qū)中的熱電子注入及場(chǎng)氧化層中的熱空穴注入三種退化機(jī)制；對(duì)厚柵氧pLEDMOS器件，存在包括界面態(tài)Dit的產(chǎn)生及積累區(qū)和漂移區(qū)中的熱電子注入兩種退化機(jī)制。本論文還揭示了器件結(jié)構(gòu)及工藝參數(shù)等對(duì)熱載流子效應(yīng)的影響，優(yōu)化了高壓nLEDMOS器件的關(guān)鍵參數(shù)，優(yōu)化后器件壽命提升為原來(lái)到4倍以上；提出了一種新型的多窗口注入LDDr-pLEDMOS結(jié)構(gòu)，在不增加工藝成本、不影響工藝線相關(guān)產(chǎn)品基礎(chǔ)上，優(yōu)化了