埋氧層減薄的SOI LDMOS器件擊穿特性的研究.pdf

1、高壓功率器件與低壓集成電路器件之間的隔離問(wèn)題是功率集成電路研究的重點(diǎn)問(wèn)題之一。由于SOI(Silicon-on-Insulator)技術(shù)能為功率集成電路提供優(yōu)異的介質(zhì)隔離，因此許多從業(yè)者對(duì)SOI功率集成電路進(jìn)行了研究。SOI高壓器件是SOI功率集成電路的核心組件，前者性能是否優(yōu)異將會(huì)對(duì)后者的性能產(chǎn)生直接影響。本文主要針對(duì)SOI高壓器件的耐壓?jiǎn)栴}進(jìn)行研究，并通過(guò)對(duì)SOI高壓器件擊穿特性的分析提出相應(yīng)的解決辦法。
　　本論文首先針對(duì)常

2、規(guī)SOI LDMOS器件結(jié)構(gòu)中的N漂移區(qū)長(zhǎng)度、N漂移區(qū)摻雜濃度、頂層硅厚度以及埋氧層厚度進(jìn)行仿真，在分析了上述參數(shù)對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)分布和擊穿特性的基礎(chǔ)上，指出了上述參數(shù)對(duì)器件耐壓和通態(tài)電阻的影響。提出了TND（Trench N-Drift）SOI LDMOS器件結(jié)構(gòu)，指出該結(jié)構(gòu)在提高器件橫向耐壓和減小器件所占芯片面積兩方面所具有的優(yōu)點(diǎn)。
　　傳統(tǒng)的SOI橫向高壓功率器件其大部分縱向耐壓總是依靠厚的埋氧層來(lái)承擔(dān)的，當(dāng)埋氧層厚度減薄時(shí)，器件

3、縱向耐壓會(huì)有較大改變。為保持其縱向耐壓不變乃至增大，引入兩種結(jié)構(gòu)。第一種結(jié)構(gòu)是具有N型埋層的TND SOI LDMOS器件結(jié)構(gòu)。當(dāng)埋氧層承擔(dān)電壓不變時(shí)，埋氧層中電場(chǎng)強(qiáng)度與埋氧層厚度成反比，因此可以通過(guò)增大埋氧層中的電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)達(dá)到減薄埋氧層厚度的目的。由介質(zhì)場(chǎng)增強(qiáng)理論可知，N型埋層的引入可增大埋氧層中電場(chǎng)強(qiáng)度。研究發(fā)現(xiàn)，雖然該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了上述耐壓方面的目的，但N型埋層的引入也同時(shí)導(dǎo)致通態(tài)電阻的增加。第二種結(jié)構(gòu)是具有P型埋層的TND SOI