200V寬SOA SOI-LDMOS設(shè)計(jì)及評(píng)估.pdf

1、絕緣體上硅(Silicon on Insulator，SOI)橫向雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Lateral Double-diffusedMOSFET，DMOS)具有耐壓高、驅(qū)動(dòng)電流能力強(qiáng)、開(kāi)關(guān)速度快等優(yōu)點(diǎn)，已在等離子顯示器(PlasmaDisplay Panel，PDP)掃描驅(qū)動(dòng)芯片上得到廣泛應(yīng)用。然而，由于SOI結(jié)構(gòu)中特有的埋氧層(BOX)的熱傳導(dǎo)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于硅，直接限制了安全工作區(qū)的范圍。因此需要拓寬SOI-LDMOS器件的安全工作區(qū)，提

2、高芯片性能，降低芯片成本，增強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
　　論文首先建立SOI-LDMOS電安全工作區(qū)與熱安全工作區(qū)評(píng)估體系，總結(jié)出優(yōu)化器件短期安全工作區(qū)設(shè)計(jì)思路。在總結(jié)現(xiàn)有多種擴(kuò)展短期安全工作區(qū)結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有實(shí)際工藝能力，確定用于SOI-LDMOS器件的優(yōu)化結(jié)構(gòu)。其次，采用器件工藝模擬軟件TSUPREM-4和電學(xué)特性仿真軟件MEDICI按照從漏極(drain)到源極(source)的順序?qū)OI-LDMOS的漏端、源端、

3、SOl層、埋氧層、p型體區(qū)、漏端n型緩沖層、柵極和漏極場(chǎng)板等結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并折中確定滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)的參數(shù)值。最后，開(kāi)發(fā)出寬安全工作區(qū)SOI-LDMOS的主要工藝流程以及版圖，評(píng)估SOI-LDMOS的熱載流子安全工作區(qū)，分析優(yōu)化短期安全工作區(qū)工作對(duì)熱載流子安全工作區(qū)的影響。
　　經(jīng)仿真，寬安全工作區(qū)SOI-LDMOS主要特性為：去自熱電安全工作區(qū)擴(kuò)大了約20V，單脈沖直流熱安全工作區(qū)擴(kuò)大了約0.8×10-4W/μm，擊穿