具有超低导通电阻阶梯槽型氧化边VDMOS新结构

基于国际上Liang Y C提出的侧氧调制思想,提出了一种具有阶梯槽型氧化边VDMOS新结构.新结构通过阶梯侧氧调制了VDMOS高阻漂移区的电场分布,并增强了电荷补偿效应.在低于300V击穿电压条件下这种结构使VDMOS具有超低的比导通电阻.分析结果表明:较Liang Y C提出的一般槽型氧化边结构,器件击穿电压提高不小于20%的同时,比导通电阻降低40%～60%.     

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。     

CoolMOS导通电阻分析及与VDMOS的比较

为了克服传统功率MOS导通电阻与击穿电压之间的矛盾,提出了一种新的理想器件结构,称为超级结器件或CoolMOS,CoolMOS由一系列的P型和N型半导体薄层交替排列组成.在截止态时,由于p型和n型层中的耗尽区电场产生相互补偿效应,使p型和n型层的掺杂浓度可以做的很高而不会引起器件击穿电压的下降.导通时,这种高浓度的掺杂使器件的导通电阻明显降低.由于CoolMOS的这种独特器件结构,使它的电性能优于传统功率MOS.本文对CoolMOS导通电阻与击穿电压关系的理论计算表明,对CoolMOS横向器件:Ron·A=C·V2B,对纵向器件:Ron·A=C·VB,与纵向DMOS导通电阻与击穿电压之间Ron·A=C·V2.5B的关系相比,CoolMOS的导通电阻降低了约两个数量级.     

改进击穿电压和导通电阻折中性能的线性变化掺杂漂移区RESURF LDMOS晶体管

本文提出了改进击穿电压和导通电阻折中性能的线性变化掺杂漂移区RESURF LDMOS晶体管新结构.用二维器件软件MEDICI对具有线性变化掺杂漂移区的RESURF LDMOS晶体管的性能进行了数值分析并由实验对其结果进行了验证.结果表明:在相同的漂移区长度下,该新结构较之于优化的常规RESURF LDMOS晶体管,它的击穿电压可由178V提高到234V,增加了1.5倍,而比导通电阻却从7.7mΩ·cm²下降到5mΩ·cm²,减小了30%,显示了很好的击穿电压和导通电阻折中性能.实验结果也证实了数值分析的预言.     

VDMOS结构击穿电压的设计与分析

本文引用了附加有浮动电位保护环和场板的ＶＤＭＯＳ结构击穿电压的解析表达式，描述了浮动电位保护环和场板效应和穿通击穿电压的改进，经比较理论结果与测量数据有效好的一致性。     

高压VDMOSFET导通电阻的优化设计

以500 V VDMOS为例,首先分析了高压VDMOS导通电阻与电压的关系,重点讨论穿通型VDMOS的外延厚度与器件的耐压和导通电阻的关系。给出对高压VDMOS外延层厚度的优化方案,并基于理论分析在器件仿真设计软件平台上成功完成了耐压500 V、导通电阻0.85Ω的功率VDMOS器件的设计和仿真。     

VDMOS的导通电阻模型

导通电阻是衡量VDMOS器件性能的重要参数之一,是高开关效率,低功耗VDMOS器件的主要设计指标.从VDMOS器件物理结构出发,利用半导体基本物理方程,如泊松方程,提出了一种建立精确导通电阻模型的方法.采用弧形边界对颈区电阻进行建模;通过考察载流子运动规律,求解泊松方程,结合器件结构与边界条件建立外延层模型.该方法物理概念清晰,规避了经验参数,考虑了器件结构参数对导通电阻的影响.该模型与MEDICI模拟结果相比较有良好的一致性.     

低压沟槽功率MOSFET导通电阻的最优化设计

研究了低压沟槽功率MOSFET(<100V)在不同耐压下导通电阻最优化设计的差别。给出了确定不同耐压MOSFET参数的方法,简要分析了沟槽MOSFET的导通电阻;利用Sentaurus软件对器件的电性能进行模拟仿真。理论和仿真结果均表明,耐压高的沟槽MOSFET的导通电阻比耐压低的沟槽MOSFET更接近理想导通电阻,并且,最优导通电阻和最优沟槽宽度随着耐压的提高而逐渐增大。     

高压VDMOS电容的研究

本文主要研究了VDMOS电容的组成,详细分析了Ciss、Coss和Crss这3个VDMOS电容参数的定义和各自对应的特性,并从模拟上着重分析了沟道长度和栅氧厚度对电容的影响.文中提出一种反馈电容较低的VDMOS新单元结构,在相同的尺寸条件下,新结构单元Qg*Rdson的优值较之传统型设计显著下降.     

高压高可靠性VDMOS功率器件钝化膜工艺研究

对500～1200 V统一工艺平台的VDMOS功率器件的钝化膜工艺进行了研究.通过选择钝化膜介质(SiON)工艺条件,选择合适的光刻条件,使该器件的表面极化低于50 V,大大增强了器件在高压工作环境下的可靠性.     

高压功率VDMOS管的设计研制

随着功率电子器件进一步向高压、高频、大电流方向发展,VDMOS晶体管的市场将会越来越广阔。通过综合各种模型,优化外延层厚度和掺杂浓度。设计了高压VDMOS器件的元胞图形以及器件尺寸,并在终端利用新的思路,从而提高了漏源击穿电压,基于理论分析在工艺上成功实现了耐压为500V,导通电流为3A的功率VDMOS器件。     

具有超低导通电阻阶梯槽型氧化边VDMOS新结构

基于国际上Liang Y C提出的侧氧调制思想,提出了一种具有阶梯槽型氧化边VDMOS新结构.新结构通过阶梯侧氧调制了VDMOS高阻漂移区的电场分布,并增强了电荷补偿效应.在低于300V击穿电压条件下这种结构使VDMOS具有超低的比导通电阻.分析结果表明:较Liang Y C提出的一般槽型氧化边结构,器件击穿电压提高不小于20%的同时,比导通电阻降低40%～60%.     

结型场效应晶体管的主要参数的探讨

本文讨论了结型场效应晶体管的几个主要参数 ,找出影响它们的主要因素     

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。     

功率VDMOS器件的SEB致SEGR效应研究

功率VDMOS器件是航天器电源系统配套的核心元器件之一,在重粒子辐射下会发生单粒子烧毁(SEB)和单粒子栅穿(SEGR)效应,严重影响航天器的在轨安全运行。本文在深入分析其单粒子损伤机制及微观过程的基础上,发现了功率VDMOS器件在重粒子辐射下存在SEBIGR效应,并在TCAD软件和¹⁸¹Ta粒子辐射试验中进行了验证。引起该效应的物理机制是,重粒子触发寄生三极管,产生瞬时大电流,使得硅晶格温度升高,高温引起栅介质层本征击穿电压降低,继而触发SEGR效应。SEBIGR效应的发现为深入分析功率MOSFET器件的单粒子辐射效应奠定了理论基础。     

MOS型硅功率器件的耐压与终端处理

本文介绍了MOS型硅功率器件常见的平面结击穿电压的基本理论和提高击穿电压的基本方法以及终端处理技术发展中所面临的课题。