功率 MOSFET 新結(jié)構(gòu)及其工藝研究.pdf

1、功率MOSFET具有輸入阻抗高、開關(guān)速度快、安全工作區(qū)寬以及熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于開關(guān)電源、汽車電子、不間斷電源和逆變器等領(lǐng)域。
　　本文簡要地分析了功率MOSFET的結(jié)構(gòu)、特性以及制造工藝。利用ISE軟件重點(diǎn)分析了VDMOS的各項(xiàng)特性和關(guān)鍵工藝，以及高溫對器件關(guān)鍵特性參數(shù)的影響，給出了關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計方法。在此基礎(chǔ)上，提出了一種新的溝槽-平面柵功率MOSFET結(jié)構(gòu)(TPMOS)，分析模擬了新結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)特性以及關(guān)鍵工藝。

2、主要研究內(nèi)容如下:
　　第一，研究了VDMOS的各項(xiàng)特性。結(jié)果表明，VDMOS結(jié)構(gòu)中，高耐壓要求VDMOS具有低濃度、較厚的漂移區(qū)，較短的柵極長度，但是隨著漂移區(qū)厚度的增加和濃度的降低，以及柵極長度的減小，漂移區(qū)電阻和JFET區(qū)電阻會增大，導(dǎo)致器件的導(dǎo)通電阻增大，通態(tài)功耗增大。因此，VDMOS的導(dǎo)通電阻與擊穿電壓之間形成不可調(diào)和的矛盾。
　　第二，分析了高溫對VDMOS特性及其關(guān)鍵特性參數(shù)的影響。結(jié)果表明，在硅器件的極限工作

3、溫度(420K)范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，VDMOS會出現(xiàn)闡值電壓減小，柵控能力下降及安全工作區(qū)縮小等影響。提出了改善VDMOS高溫特性的方法，給出600VVDMOS優(yōu)化的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　第三，提出了一種新的溝槽-平面柵TPMOS結(jié)構(gòu)，對U型溝槽和V型溝槽的TPMOS結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行了分析模擬，并與VDMOS結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，當(dāng)溝槽深度為3μm時，TPMOS具有比VDMOS更好的阻斷特性和導(dǎo)通特性，而且，溝槽的引入消除了元胞