VDMOSFET二次击穿效应的研究

在PDP驱动电路中高压功率器件大量采用了VDMOS器件，由二次击穿引起的器件损坏不容忽视。本文讨论了双极晶体管和功率晶体管VDMOS二次击穿的现象，并着重分析了功率晶体管VDMOS二次击穿的原因，提出了改善其二次击穿现象的措施。用器件仿真软件MEDICI模拟了各参数因素对功率晶体管VDMOS二次击穿的影响。     

关于塑封VDMOS器件热点的研究

功率VDMOS器件作为新一代高压大电流功率器件兼有双极晶体管和普通MOS器件的优点,广泛应用于各个领域。由于功率VDMOS的工作条件恶劣,在高温大电压的应用环境下失效概率较大。在所有的失效机制中,很大一部分是由于器件无法承受瞬间高压脉冲,致使器件芯片烧坏失效。表现出的是在芯片某处产生一明显的烧穿点即所谓的"热点"。这里主要介绍了塑封VDMOS器件进行单雪崩能量测试过程和实际应用中不良品产生热点的原因,从二次击穿的角度对其进行理论解释并提出一些改进措施。     

直流条件下高反压大功率开关晶体管可靠性研究

集电极峰值电流(I_(CM))、集电极-发射极击穿电压(V_(CEO))、最大耗散功率(P_(CM))、直流二次击穿临界电压(V_(SB))是衡量大功率晶体管可靠性优劣的重要指标。依据实际电参数指标要求,首先利用TCAD半导体器件仿真软件完成了一款基于三重扩散工艺的双极型高反压大功率开关晶体管的结构设计,然后全面系统地分析了高阻单晶硅电阻率和器件集电区厚度对I_(CM)、V_(CEO)、P_(CM)及V_(SB)影响。仿真结果表明:由器件仿真得到的电学性能满足大功率晶体管电参数指标要求,器件结构参数的选择及工艺条件的设计较合理。增大单晶硅电阻率,虽然有利于提高集-射击穿电压和器件抗二次击穿能力,但不利于集电极峰值电流和最大耗散功率的提高。增大器件集电区厚度只对集-射击穿电压的提高有利,而对集电极峰值电流、最大耗散功率及抗二次击穿能力均产生不利的影响。     

功率VDMOS器件的研究与发展

简要介绍了垂直双扩散功率场效应晶体管(VDMOS)的研究现状和发展历史.针对功率VDMOS器件击穿电压和导通电阻之间存在的矛盾,重点介绍了几种新型器件结构(包括沟槽栅VDMOS、超结VDMOS、半超结VDMOS)的工作原理和结构特点,以及其在制造工艺中存在的问题.对不同器件结构的优缺点进行了比较分析.对一些新型衍生结构...     

具有法拉第屏蔽罩的射频LDMOS功率晶体管漏源击穿电压模型

本文基于静电势的抛物线近似,通过求解p-外延层和n-漂移区的二维泊松方程,建立了具有法拉第屏蔽罩的射频LDMOS功率晶体管漏源击穿电压解析模型。分析了器件参数对击穿电压的影响。与已发表模型相比,本文模型增加了p-外延层掺杂浓度对击穿电压的影响。通过模型计算结果与数值仿真以及测试结果的比较,验证了模型的有效性。并根据所得模型分析了怎样合理选择器件参数以同时优化器件性能指标,如击穿电压、导通电阻和反馈电容。     

结构改进的高压VDMOS功率晶体管

本文给出高压VDMOS功率晶体管的一种新颖结构,可以明显地减小器件的导通电阻和保持较高的开关速度。     

两步扩散发射区功率晶体管芯片上温度分布及抗二次击穿能力的研究

试验研究了采用两步扩散发射区结构的功率晶体管,两步扩散发射区结构在提高芯片上温度分布均匀性和器件抗二次击穿能力方面具有较好的作用.两步扩散发射区器件管芯上的温度分布较一步扩散发射区更为均匀,二次击穿耐量可提高80%以上.     

新型基区结构高反压功率晶体管的优化

依据电参数指标要求,针对高压-高增益硅功率晶体管基区结构和终端结构进行优化研究。提出了一种可用于改善集电极-发射极击穿电压(V_(BRCEO))和电流放大倍数(β)矛盾关系的带埋层的新型基区结构,并针对埋层基区结构对高压-高增益硅功率晶体管电性能及可靠性的影响进行了研究。仿真结果表明:新型基区结构不仅可以很好地折中晶体管β与V_(BRCEO)之间的矛盾关系,而且还能在较大的埋层基区宽度、埋层基区掺杂峰值浓度范围内使晶体管获得较低且一致性较好的饱和压降;具有新型基区结构的晶体管在改善正偏的情况下抗二次击穿能力具有明显优势。由仿真得到的器件结构参数,研制出的样片的β,V_(BRCEO)和集电极-基极击穿电压(V_(BRCBO))均满足电参数指标要求。     

高压超结VDMOS结构设计

为改善高压功率VDMOS击穿电压和导通电阻之间的平方率关系,采用超结理论及其分析方法,结合电荷平衡理论,计算了超结VDMOS的理想结构参数,并利用仿真软件SILVACO对超结VDMOS的各个工艺参数(外延厚度,P柱掺杂剂量,阈值电压)进行了优化设计,对器件的正向导通特性和反向击穿特性进行了仿真分析。最终设计了一个击穿电压为815V,比导通电阻为23mΩ.cm2的超结VDMOS。     

功率VDMOS器件设计及研制

分析了VDMOS器件击穿电压、导通电阻、阈值电压和开关特性等主要性能指标的影响因素,并借助半导体模拟仿真软件Sentaurus对VDMOS器件进行建模,调整器件各个结构参数,提出采用P体区间厚氧化层方法提高器件的动态特性,获得满足设计目标要求的器件电性能参数,最终形成器件设计版图,并依此在现有生产线上进行工艺流片,根据流片结果进一步优化调整设计参数,最终获得一款击穿电压400 V、导通电阻0.45?、阈值电压2.5 V、开关特性较好的功率VDMOS器件。