论文部分内容阅读
随着电子产品的不断丰富,作为功率集成器件的重要组成部分——LDMOS器件也迅猛发展,其主要应用在汽车电子,LED照明驱动,开关电源等等方面。在大电流应用情况下,LDMOS的版图结构一般采用叉指状来获得较大的宽长比,在电平位移电路中应用时则一般采用圆形版图来实现。对于叉指状版图,其存在以源极为中心的终端区域,在这一区域的耐压结的曲率半径较小,会增强结处的电场值,从而使这部分区域较早达到临界击穿电场值,使LDMOS器件在这部分区域发生击穿,这意味着器件的大部分区域——直道有效区域是没有发挥到极致的,器件的面积没有充分得到利用。针对这一问题可以通过将P型衬底引入到以源极为中心的区域,从而将耐压结的曲率半径加大,避免了器件在这一区域的击穿,并通过实验验证了设计,最终的实验获得了耐压值为788 V的双埋层N沟道LDMOS以及805 V的具有表面低阻通道的LDMOS器件。本文主要内容如下:(1)双埋层N沟道LDMOS终端结构的设计与实现将P型低掺杂衬底引入到以源极为中心的终端区域并与源极P型阱区相接触,从而将原来的耐压结曲率半径加大,并且将原来的突变结变成缓变结,从而在这部分区域的表面电场分布变为近似矩形,提高了这部分的耐压值。在设计上将器件划分为三部分来分别设计,利用Tsuprem 4软件来进行工艺仿真确定器件工艺以及相关版图尺寸参数,并且对于终端与直道有效区域的交接区域利用Silvaco进行三维仿真确定该区域版图尺寸参数。实验获得了耐压值为788 V,比导通电阻为105.6mΩ·cm~2的LDMOS器件。(2)具有表面低阻通道的LDMOS终端结构的设计与实现将P型低掺杂衬底引入以源极为中心的终端区域,将作为漂移区的N型阱区分为两部分,最终在这部分区域构成一个反向的晶闸管结构,并且其耐压结曲率半径变大。在设计上将器件划分为两部分来设计,利用工艺仿真确定相关工艺参数,之后按照工艺参数定义源中心终端区域各项掺杂浓度,利用Sentaurus软件对这部分区域仿真设计来确定相关区域的版图尺寸参数。实验获得了耐压值为805 V,比导通电阻低至86.49 mΩ·cm~2的LDMOS器件,其结果验证了设计的有效性并且达到国际同类器件先进水平。