高壓LDMOS器件終端技術(shù)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著電子產(chǎn)品的不斷豐富，作為功率集成器件的重要組成部分----LDMOS器件也迅猛發(fā)展，其主要應(yīng)用在汽車電子，LED照明驅(qū)動(dòng)，開關(guān)電源等等方面。在大電流應(yīng)用情況下，LDMOS的版圖結(jié)構(gòu)一般采用叉指狀來(lái)獲得較大的寬長(zhǎng)比，在電平位移電路中應(yīng)用時(shí)則一般采用圓形版圖來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于叉指狀版圖，其存在以源極為中心的終端區(qū)域，在這一區(qū)域的耐壓結(jié)的曲率半徑較小，會(huì)增強(qiáng)結(jié)處的電場(chǎng)值，從而使這部分區(qū)域較早達(dá)到臨界擊穿電場(chǎng)值，使 LDMOS器件在這部分區(qū)域發(fā)生

2、擊穿，這意味著器件的大部分區(qū)域----直道有效區(qū)域是沒有發(fā)揮到極致的，器件的面積沒有充分得到利用。針對(duì)這一問(wèn)題可以通過(guò)將 P型襯底引入到以源極為中心的區(qū)域，從而將耐壓結(jié)的曲率半徑加大，避免了器件在這一區(qū)域的擊穿，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了設(shè)計(jì)，最終的實(shí)驗(yàn)獲得了耐壓值為788 V的雙埋層N溝道LDMOS以及805 V的具有表面低阻通道的LDMOS器件。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴將P型低摻雜襯底引入到以源極為中心的終端區(qū)域并與源極P型阱區(qū)相接

3、觸，從而將原來(lái)的耐壓結(jié)曲率半徑加大，并且將原來(lái)的突變結(jié)變成緩變結(jié)，從而在這部分區(qū)域的表面電場(chǎng)分布變?yōu)榻凭匦?，提高了這部分的耐壓值。在設(shè)計(jì)上將器件劃分為三部分來(lái)分別設(shè)計(jì)，利用Tsuprem4軟件來(lái)進(jìn)行工藝仿真確定器件工藝以及相關(guān)版圖尺寸參數(shù)，并且對(duì)于終端與直道有效區(qū)域的交接區(qū)域利用Silvaco進(jìn)行三維仿真確定該區(qū)域版圖尺寸參數(shù)。實(shí)驗(yàn)獲得了耐壓值為788V，比導(dǎo)通電阻為105.6 mΩ·cm2的LDMOS器件。⑵將P型低摻雜襯底引入以源

4、極為中心的終端區(qū)域，將作為漂移區(qū)的N型阱區(qū)分為兩部分，最終在這部分區(qū)域構(gòu)成一個(gè)反向的晶閘管結(jié)構(gòu)，并且其耐壓結(jié)曲率半徑變大。在設(shè)計(jì)上將器件劃分為兩部分來(lái)設(shè)計(jì)，利用工藝仿真確定相關(guān)工藝參數(shù)，之后按照工藝參數(shù)定義源中心終端區(qū)域各項(xiàng)摻雜濃度，利用Sentaurus軟件對(duì)這部分區(qū)域仿真設(shè)計(jì)來(lái)確定相關(guān)區(qū)域的版圖尺寸參數(shù)。實(shí)驗(yàn)獲得了耐壓值為805V，比導(dǎo)通電阻低至86.49mΩ·cm2的LDMOS器件，其結(jié)果驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的有效性并且達(dá)到國(guó)際同類器件先進(jìn)