功率MOSFET由于其耐压高电流大,开关速度快,安全工作区稳定,电压驱动等特点,在开关电源、电机驱动、工业控制、汽车电子、日常照明、家用电器等领域得到了广泛应用。在功率MOSFET的设计中,MOS电容带来的非线性问题一直是研究的重点和难点。本文从器件结构和工艺参数的角度,对标准MOS管和功率器件的MOS电容的非线性进行了分析研究。 本文首先介绍了MOS结构的电容非线性机理,理想的MOS结构电容C-V特性,以及实际应用中MOS结构电容C-V特性。然后,比较了MOS结构的电容和标准MOS管电容在特性方面的差异及成因,并借助TCAD模拟软件,模拟研究了不同的结构和工艺参数对标准MOS管电容非线性的影响,研究了MOS管的两种电容线性化方法及其在压控振荡器中的应用。在MOS管电容的研究基础上,分别模拟研究了不同结构和工艺参数对功率器件LDMOS和VDMOS的电容非线性的影响,包括漂移区注入剂量、场氧厚度、栅氧厚度、沟道注入剂量对LDMOS的栅漏电容非线性的影响,以及外延层厚度、P-body注入剂量、栅氧厚度、NSD注入剂量对VDMOS的栅电容非线性的影响。本文对MOS电容C-V非线性的研究不同于以往直接根据测量数据建立的电容C-V模型研究,而是通过模拟得到C-V特性变化规律,再结合器件物理进行分析变化机理,找到了通过沟道注入工艺改善标准MOS管电容非线性的方法,能够在一定程度上指导如何根据需要设计MOS电容,并从多种结构和工艺参数角度,提出了减小功率器件中寄生MOS电容非线性影响的方法。