新型高频VDMOS功率器件的研究

作者采用一种新方法设计了可在高压下工作的高频VDMOS器件,该器件具有二级场板终端结构。通过在工艺上利用多晶硅选择氧化形成漏表面厚氧化层,不仅可以有效地减小C_(gd),而且可以减小C_(gs)。该方法简化了器件制作工艺并实现了自对准扩散。     

VDMOS功率场效应器件的设计与研制

VDMOS功率场效应器件是八十年代迅速发展起来的新型功率器件,由于它比双极型功率器件具有许多优良性能:如高输入阻抗、低驱动电流、开关速度快、工作频率高、具有负的电流温度系数、热稳定性好,安全工作区大,没有二次击穿及高度线性的跨导等,已广泛地应用于各种电子设备中,如高速开关电路、开关电源、不间断电源、高功率放大电路、高保真音响电路、射频功放电路、电力转换电路、电机变频调速、电机驱动、固体继电器、控制电路与功率负载之间的接口电路等。     

VDMOS功率器件用硅外延片

1、产品及其简介1973年美国IR公司推出VDMOS结构,将器件耐压、导通电阻和电流处理能力提高到一个新水平。功率VDMOS管是在外延片上制作的,由于一个管芯包括几千个元胞,故要求线条细,光刻精度高。所以对外     

700V VDMOS终端结构优化设计

基于垂直双扩散金属氧化物(VDMOS)场效应晶体管终端场限环(FLR)与场板(FP)理论,在场限环上依次添加金属场板与多晶硅场板,并通过软件仿真对其进行参数优化,最终实现了一款700 V VDMOS终端结构的优化设计。对比场限环终端结构,金属场板与多晶硅复合场板的终端结构,能够更加有效地降低表面电场峰值,增强环间耐压能力,从而减少场限环个数并增大终端击穿电压。终端有效长度仅为145μm,击穿电压能够达到855.0 V,表面电场最大值为2.0×105V/cm,且分布比较均匀,终端稳定性和可靠性高。此外,没有增加额外掩膜和其他工艺步骤,工艺兼容性好,易于实现。     

400MHz 250W VDMOS功率场效应晶体管

研制出了在４００ＭＨｚ下连续波输出２５０Ｗ，功率增益１０ｄＢ的垂直双扩散场效应晶体管（ＶＤ－ＭＯＳＦＥＴ）．采用Ｍｏ栅降低串联电阻，４００ＭＨｚ下用共源推挽结构成功地进行了并联工作，在Ｖｄｓ＝５０Ｖ下实现了连续波输出２５０Ｗ，增益１０ｄＢ，漏极效率６０％．     

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...     

新型功率器件IGBT研制

本文简述了ＩＧＢＴ的设计技术和制造工艺，对ＩＧＢＴ的Ｉ－Ｖ特性，开关特性及闩锁效应进行了系统的研究，结合实施工艺对ＩＧＢＴ的版 图及工艺进行了优化设计。合作开发了适于制作ＩＧＢＴ的异型厚外延材料，成功地制了１０Ａ／８００Ｖ，２０Ａ／１０５０Ｖ的ＩＧＢＴ芯片，给出了试制样品的测试结果。     

六角形超结VDMOS器件的终端结构设计

为六角形超结VDMOS器件提出了一种结终端结构,该终端结构采用与有源区相似的六角形晶格结构,但P柱和N柱的宽度均为有源区原胞晶格的一半.重点讨论了P柱的数量对表面电场的分布及击穿电压等的影响,模拟结果证实该终端结构的击穿电压大于600 V,击穿点发生在终端与有源区之间的过渡区.     

新型功率器件IGBT研制

简述了ＩＧＢＴ的设计技术和制造工艺。对ＩＧＢＴ的Ｉ－Ｖ特性，开关特性及闩锁效应了系统的研究，结合实际工艺对ＩＧＢＴ的版图及工艺进行了优化设计，合作开发了适于制作ＩＧＢＴ的异型厚外延材料。成功地制作了１０Ａ／８００Ｖ，２０Ａ／１０５０Ｖ的ＩＧＢＴ芯片，给出了试制样品的测试结果。     

MOS型硅功率器件平面终端结构

本文介绍了MOS型硅功率器件在平面工艺条件下常用的电场限制环以及场板终端结构的基本设计理论和设计方法,讨论了这两种结构的优化设计的一般原则。在此基础上探讨了平面工艺p-n结终端技术发展所面临的课题。     

高压功率FRED结终端保护技术及其组合优化设计

场板与场限环是用来提高功率FRED抗电压击穿能力的常用终端保护技术,本文分别介绍场板与场限环结终端结构原理和耐压敏感参数,然后采取场板和场限环的互补组合,通过Synopsis公司MEDICI4.0仿真工具优化设一款耐压1200V的FERD器件终端结构,最后通过实际流片验证此终端结构具有良好的电压重复性及一致性。     

高压大电流VDMOS研究

本论文主要介绍高压大电流VDMOS功率晶体管的研制。这次研制的VDMOSFET,设计耐压高达600V,导通电流达到8A,导通电阻为1Ω。设计中,按照要求,确定外延层浓度和厚度;芯片元胞结构参数,阱掺杂浓度;器件边缘保护环,场极板参数。在大量参阅国内外资料的基础上,我们提出新的芯片元胞设计方案,由此确定的垂直电流区宽度比以往方案缩小一个数量级,大大节约芯片面积,成功地实现了把大约二万人元胞集成在一块芯片上。同时,在器件边缘终端结保护环设计中提出新思路,提高了器件可靠性,并有效减少芯片面积。     

一种VLD结构VDMOS终端设计

垂直双扩散金属氧化物场效应晶体管(Vertical Double-diffused Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor,VDMOS)终端设计中,场限环结构被广泛应用,但随着器件耐压的增加,场限环终端在效率、占用面积方面的劣势也越发明显。结合横向变掺杂的原理,在成熟的场限环工艺基础上,只更改深阱杂质注入窗口大小与距离,设计了一种800 V VDMOS终端结构,击穿电压仿真值达到938.5 V,为平行平面结击穿电压的93.29%,有效终端长度仅为137.4 μm。     

大功率VDMOS（200V）的设计研究

介绍了大功率VDMOS（200V）的设计方法。对设计参数进行了理论分析,并使用仿真工具对设计参数进行了验证和优化。设计中主要考虑了漏源电压和导通电阻等参数指标,通过器件和工艺的仿真,确定了该器件合理的参数范围：外延厚度为20μm,外延电阻率为5Ω·cm栅氧厚度为52nm;P阱注入剂量为3×3^12cm^2,推阱时间65min。将流片结果与仿真结果进行了比较。     

功率VDMOS器件ESD防护结构设计研究

随着半导体工艺的不断发展,器件的特征尺寸在不断缩小,栅氧化层也越来越薄,使得器件受到静电放电破坏的概率大大增加。为此,设计了一种用于保护功率器件栅氧化层的多晶硅背靠背齐纳二极管ESD防护结构。多晶硅背靠背齐纳二极管通过在栅氧化层上的多晶硅中不同区域进行不同掺杂实现。该结构与现有功率VDMOS制造工艺完全兼容,具有很强的鲁棒性。由于多晶硅与体硅分开,消除了衬底耦合噪声和寄生效应等,从而有效减小了漏电流。经流片测试验证,该ESD防护结构的HBM防护级别达8 kV以上。     

一款800V VDMOS终端结构的设计

设计了一款800 V VDMOS终端结构,采用场限环(FLR)与场板(FP)相结合的方式,在场限环上添加多晶硅场板与金属场板,有效地降低了表面电场峰值。通过调整终端结构,在135μm的有效终端长度上实现了848 V的击穿电压,最大表面电场为2.34×105 V/cm,小于工业界判断器件击穿场强标准(2.5×105 V/cm),且电场分布比较均匀,终端结构的稳定性和可靠性高。     

功率场效应晶体管VDMOS导通电阻的优化

本文对大功率场效应晶体管VDMOS器件的导通电阻与单元结构的参数进行了研究,重点讨论了栅宽、外延层厚度和浓度与导通电阻的关系,计算出的I-V曲线随单元结构参数的不同有明显的改变,为实际研制工作提供了依据。     

700 V VDMOS设计

主要研究高压VDMOS器件的设计方法.理论分析了VDMOS结构参数与其主要性能的关系.按700V VDMOS器件击穿电压和导通电阻的设计要求给出基本的结构参数,并在此基础上通过数值模拟的方法进行优化.重点讨论外延电阻率及厚度,栅的长度和PBODY结深对VDMOS器件BV和Rdson的影响,最终得到了满足器件设计要求的最佳结构参数.同时还分析了集成电路中的VDMOS与普通分立VDMOS器件在器件结构设计上的主要差别.