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文檔簡介
1、高壓半橋驅(qū)動芯片是一種集成高壓橫向擴散金屬氧化物半導體場效應(yīng)管(Laterally Diffused MetalOxide Semiconductor, LDMOS)、低壓金屬氧化物半導體場效應(yīng)管(Metal Oxide Semiconductor, MOS)和低壓二極管等器件的高低壓兼容功率集成電路,目前被廣泛應(yīng)用于電機驅(qū)動、汽車電子等領(lǐng)域。作為高壓半橋驅(qū)動芯片中最核心的元件,高壓LDMOS器件的性能往往決定著芯片高壓部分電路的輸出性
2、能。為了保證高壓半橋驅(qū)動芯片在高溫高壓的惡劣環(huán)境中穩(wěn)定工作,高壓LDMOS器件需擁有較高的抗高溫反偏退化性能。
本文首先分析了高壓半橋驅(qū)動芯片中傳統(tǒng)LDMOS器件的開態(tài)及關(guān)態(tài)特性,并對其進行了高溫反偏(High Tempreture Reverse Bias,HTRB)應(yīng)力考核,發(fā)現(xiàn)考核后傳統(tǒng)LDMOS器件的擊穿電壓下降了12.8%、導通電阻上升了25%。接著,本文對LDMOS器件高溫反偏應(yīng)力下的退化機理進行了深入研究,研究結(jié)
3、果表明,分布在LDMOS器件外表面的可動離子會在高溫反偏應(yīng)力的作用下進入器件內(nèi)部,并在橫向電場的作用下運動并積累于柵極場板下方,影響器件表面電場分布,從而造成擊穿特性退化。器件擊穿特性退化后,柵極場板下方的強電場引發(fā)的熱載流子效應(yīng)使得該區(qū)域界面態(tài)數(shù)量增多,從而器件導通特性退化。本文用理論推導、實驗探究和模擬仿真的方法驗證了上述機理,并提出了一種抗高溫反偏應(yīng)力退化的低表面電場LDMOS結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)柵極場板附近表面電場相比于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)降低了2
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