VDMOS器件終端結(jié)構(gòu)的研究與分析.pdf

1、VDMOS是微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)融和起來的新一代功率半導(dǎo)體器件。它具有開關(guān)速度快、輸入阻抗高和負溫度系數(shù)等一系列優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源、汽車電子、馬達驅(qū)動和節(jié)能燈等各個領(lǐng)域。耐壓能力是衡量功率器件發(fā)展水平的一個重要標志。VDMOS的耐壓主要由終端結(jié)構(gòu)決定，其中場限環(huán)終端結(jié)構(gòu)可以有效地抑制主結(jié)邊緣曲率效應(yīng)引起的電場集中，而場板終端結(jié)構(gòu)可以有效地緩解表面電荷對擊穿電壓的影響，從而提高擊穿電壓。因此，對VDMOS終端結(jié)構(gòu)的研究具有重要的

2、實用價值。 本文分析了VDMOS的擊穿機理，研究了當前普遍采用的場限環(huán)和場板終端結(jié)構(gòu)。對于場限環(huán)，建立了單場限環(huán)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計模型，對其電壓分布和優(yōu)化環(huán)間距取值進行了理論分析，并將單場限環(huán)的優(yōu)化設(shè)計模型擴展到了多場限環(huán)的優(yōu)化設(shè)計模型。利用TSUPREM4軟件模擬器件的工藝流程，利用MEDICI軟件模擬器件的電學(xué)特性，通過對器件結(jié)構(gòu)和擊穿電壓的模擬，對理論分析進行了驗證，并進一步分析了環(huán)間距、結(jié)深、環(huán)寬、環(huán)數(shù)和表面電荷等參數(shù)對擊穿

3、電壓的影響。對于場板，討論了接觸式場板和懸浮式場板兩種終端結(jié)構(gòu)，分析了氧化層厚度、場板長度和結(jié)深等參數(shù)對擊穿電壓的影響，得到了懸浮場板覆蓋環(huán)間距離的四分之一時，擊穿電壓具有最高值這一結(jié)論。在對場限環(huán)和場板終端結(jié)構(gòu)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合兩者的優(yōu)點，得到了場限環(huán)與場板相結(jié)合的復(fù)合終端結(jié)構(gòu)，并設(shè)計了不同耐壓（400V、600V、900V）的VDMOS終端，能夠很好地滿足擊穿電壓的要求。 本文最后設(shè)計了VDMOS的工藝流程和版圖，并在工藝生