漂移區(qū)多溝槽耐壓的SOI高壓器件特性研究與優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、智能功率模塊是指將驅(qū)動電路和功率器件封裝在一起組成的整體電路模塊，具有了高效、智能的特點(diǎn)，而單芯片智能功率模塊將智能功率模塊的各個組成部分集成在同一芯片上，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的小型化和高可靠性。對于一個典型的單芯片智能功率模塊，功率器件作為核心元件，占用模塊的大部分面積。智能功率模塊的發(fā)展趨勢要求功率器件有更高的電流密度和更低的開關(guān)損耗。在功率器件的漂移區(qū)引入溝槽結(jié)構(gòu)，保證器件耐壓能力的前提下，優(yōu)化器件的電流能力和關(guān)斷性能是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。

2、r>　　本論文首先闡述了漂移區(qū)溝槽結(jié)構(gòu)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，分析了漂移區(qū)對厚膜SOI器件耐壓機(jī)理、正向?qū)ㄌ匦院烷_關(guān)特性的影響。接著對深氧化溝槽(Deep oxide Trench，DOT)器件的電學(xué)特性進(jìn)行了理論分析，通過仿真分析了在不同狀態(tài)下器件的電勢分布、載流子分布以及電流分布。然后研究了幾種現(xiàn)有DOT結(jié)構(gòu)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，分析了這些結(jié)構(gòu)各自的優(yōu)缺點(diǎn)。在這些研究的基礎(chǔ)上，給出了漂移區(qū)多深氧化溝槽(Mutiple Deep oxide Tre

3、nch，MDOT)器件。該器件具有階梯狀的漂移區(qū)多溝槽結(jié)構(gòu)，在保持器件耐壓的前提下，大幅提升器件的電流能力，提升了少子器件的關(guān)斷速度。最后本文對MDOT器件的工藝和版圖進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
　　測試結(jié)果表明:本論文所設(shè)計(jì)的MDOT橫向絕緣柵雙極型晶體管(Lateral Insulated Gate Bipolar Transistor，LIGBT)的導(dǎo)通電流密度從246A/cm2上升到354A/cm2，關(guān)斷時間從330ns縮短到146ns