槽型高壓低功耗橫向MOSFET研究.pdf

1、橫向雙擴(kuò)散金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（Lateral Double-diffused Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor，LDMOSFET）作為功率集成電路（Power Integrated Circuit，PIC）中的核心器件，具有易集成、驅(qū)動(dòng)功率小、負(fù)溫度系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)，多年來一直朝著高擊穿電壓（Breakdown Voltage，BV）和低比導(dǎo)通電阻（Specifi

2、c On-Resistance，Ron,sp）的方向發(fā)展。較高的擊穿電壓需要器件具有較長的漂移區(qū)長度和較低的漂移區(qū)摻雜濃度，這導(dǎo)致器件具有較高的導(dǎo)通電阻。擊穿電壓和比導(dǎo)通電阻之間的這一矛盾關(guān)系，就是困擾業(yè)界的“硅極限”問題。為緩解“硅極限”問題，本文提出了三種擊穿電壓>600V的槽型高壓LDMOS器件。
　　（1）具有埋P層的槽型高壓LDMOS（trench LDMOS with buried P-layer，BP TLDMOS）

3、器件。通過仿真優(yōu)化，在介質(zhì)槽寬為9μm和介質(zhì)槽深為18μm的尺寸參數(shù)下獲得了擊穿電壓為685V的BP TLDMOS器件，其比導(dǎo)通電阻為44.5mΩ?cm2。在相同的器件尺寸參數(shù)下，與常規(guī)槽型（convertional trench LDMOS，C-TLDMOS）器件相比，BP TLDMOS擊穿電壓提高67％，比導(dǎo)通電阻降低91%。
　?。?）具有變k介質(zhì)槽的高壓LDMOS（trench LDMOS with variable-k

4、dielectric trench，VK TLDMOS）器件。仿真結(jié)果表明，在介質(zhì)槽寬和槽深分別為6μm和18μm的尺寸參數(shù)下獲得了擊穿電壓為658V，比導(dǎo)通電阻為25.1mΩ?cm2的VK TLDMOS器件。在相同的器件尺寸參數(shù)下，與常規(guī)的P-TLDMOS器件（介質(zhì)槽均勻填充SiO2，帶有P條的槽型LDMOS器件）相比，VK TLDMOS器件的擊穿電壓提高25.8%，比導(dǎo)通電阻僅增加了3.7%。
　?。?）具有變k介質(zhì)槽和埋P層