具有槽型電荷平衡結(jié)構(gòu)的低阻DMOS設(shè)計(jì).pdf

1、低壓功率溝槽（TRENCH）MOSFET因?yàn)檩斎胱杩垢?、?qū)動(dòng)功率低、開(kāi)關(guān)速度快、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、通訊、汽車等行業(yè)。最近幾年4C產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，這要求低壓功率器件產(chǎn)品能同時(shí)兼具高性能和超小型化兩種特性。小型化要求功率MOSFET尺寸較小的同時(shí)導(dǎo)通電阻較小，而高頻化要求器件在高頻的條件下開(kāi)關(guān)損耗較低，而這與器件的柵極電荷息息相關(guān)。如果可以同時(shí)降低器件的比導(dǎo)通電阻和柵電荷，無(wú)疑可以進(jìn)一步降低芯片尺寸，提高器件工作頻率。為了

2、適應(yīng)當(dāng)前市場(chǎng)的需求，在傳統(tǒng)TRENCH MOSFET的基礎(chǔ)上，本文提出適用于低壓應(yīng)用的低阻功率DMOS新結(jié)構(gòu)--具有槽型電荷平衡結(jié)構(gòu)的低阻DMOS（BFP-TDMOS），并設(shè)計(jì)一套相應(yīng)的工藝流程，完成元胞和終端的仿真。
　　本研究介紹了功率DMOS的發(fā)展歷程，對(duì)TRENCH DMOS的工作原理、動(dòng)靜態(tài)電學(xué)參數(shù)以及常用的終端結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。在深入理解 TRENCH DMOS的特征通態(tài)電阻和柵電荷及其影響因素的基礎(chǔ)上，本文提出了

3、一種具有槽型電荷平衡結(jié)構(gòu)的低阻DMOS（BFP-TDMOS），通過(guò)體內(nèi)場(chǎng)板和N型輕摻雜區(qū)的引入，降低器件的比導(dǎo)通電阻。隨后設(shè)計(jì)了一款40V N溝BFP-TDMOS，并引入SPLIT-GATE結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真對(duì)比。對(duì)比結(jié)果發(fā)現(xiàn)，BFP-TDMOS在比導(dǎo)通電阻、柵源電容以及反向恢復(fù)特性等方面優(yōu)于 SPLIT-GATE結(jié)構(gòu)。在當(dāng)今TRENCH DMOS的工藝平臺(tái)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一套與BFP-TDMOS相適應(yīng)的工藝流程，并利用工藝仿真軟件TSUPRE

4、M4對(duì)器件元胞的關(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行仿真拉偏，在滿足設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上確定最優(yōu)的元胞參數(shù)。另外，本文采用深槽終端結(jié)構(gòu)，并對(duì)終端結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與優(yōu)化。經(jīng)過(guò)最終的仿真，擊穿電壓為44.2V，比導(dǎo)通電阻為1.81×10-4Ω·cm2，閾值電壓為2.2V，柵源電容為4.19×108pF/cm2，柵漏電容為8.25×106pF/cm2，終端擊穿電壓的仿真結(jié)果為47V，符合設(shè)計(jì)的要求。設(shè)計(jì)的具有槽型電荷平衡結(jié)構(gòu)的低阻 DMOS，通過(guò)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，降低了比導(dǎo)