VDMOS終端結構研究.pdf

1、現(xiàn)代的電力電子技術無論對改造傳統(tǒng)工業(yè) (電力、機械、冶礦、交通、化學、輕紡等)，還是對新建高新技術產業(yè)(航天、激光、通信、機器人等)都至關重要，它的應用領域幾乎涉及到國民經濟的各個工業(yè)部門，毫無疑問，它將成為本世紀乃至下世紀重要關鍵技術之一。VDMOS (垂直溝道MOS管，或稱功率MOS)以其開關頻率高(可達1MHz)、驅動簡單(電壓型驅動)、抗擊穿性好等特點成為電力電子器件中非常重要的一員。電力電子器件最重要的靜態(tài)特性之一便是耐壓，V

2、DMOS的耐壓主要由終端結構決定。浮空場限環(huán)作為一種重要而有效的結終端技術，在提高擊穿電壓、改善表面電場分布等方面效果顯著，其簡單的制作工藝更使其廣泛應用于高壓器件。因此，研究VDMOS場限環(huán)結構的優(yōu)化設計方法非常具有實際價值。 本文回顧了高壓器件終端結構的發(fā)展過程，并對現(xiàn)今應用最廣的結構——場限環(huán)的工作機理及其擊穿特性進行了詳細分析。文中介紹了現(xiàn)有的各種設計場限環(huán)的數(shù)值、分析模型并分別指出他們的優(yōu)點及存在的問題。本文以B.J.

3、Baliga 的理論作為基礎，通過求解雙邊突變圓柱結的泊松方程，得到了場限環(huán)主結、環(huán)結區(qū)域的電特性分布。盡管本分析模型引入了兩個輔助的參量，但是此參量可以通過簡單的分析方式獲得，這兩個參量的引入使得此模型可以在很大的范圍內取得很高的精度。此模型集中反映了場限環(huán)優(yōu)化設計的各項參數(shù)對場限環(huán)特性的影響，并且考慮了串通及非串通兩種不同情況下模型的變化。通過模擬及理論的比較，此模型在很廣的襯底濃度(13.4Ω·cm～53Ω·cm)及結深范圍內均適