具有槽型電荷平衡結構的低阻DMOS設計.pdf

1、低壓功率溝槽（TRENCH）MOSFET因為輸入阻抗高、驅(qū)動功率低、開關速度快、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點，被廣泛應用于計算機、通訊、汽車等行業(yè)。最近幾年4C產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，這要求低壓功率器件產(chǎn)品能同時兼具高性能和超小型化兩種特性。小型化要求功率MOSFET尺寸較小的同時導通電阻較小，而高頻化要求器件在高頻的條件下開關損耗較低，而這與器件的柵極電荷息息相關。如果可以同時降低器件的比導通電阻和柵電荷，無疑可以進一步降低芯片尺寸，提高器件工作頻率。為了

2、適應當前市場的需求，在傳統(tǒng)TRENCH MOSFET的基礎上，本文提出適用于低壓應用的低阻功率DMOS新結構--具有槽型電荷平衡結構的低阻DMOS（BFP-TDMOS），并設計一套相應的工藝流程，完成元胞和終端的仿真。
　　本研究介紹了功率DMOS的發(fā)展歷程，對TRENCH DMOS的工作原理、動靜態(tài)電學參數(shù)以及常用的終端結構進行了詳細的闡述。在深入理解 TRENCH DMOS的特征通態(tài)電阻和柵電荷及其影響因素的基礎上，本文提出了

3、一種具有槽型電荷平衡結構的低阻DMOS（BFP-TDMOS），通過體內(nèi)場板和N型輕摻雜區(qū)的引入，降低器件的比導通電阻。隨后設計了一款40V N溝BFP-TDMOS，并引入SPLIT-GATE結構進行仿真對比。對比結果發(fā)現(xiàn)，BFP-TDMOS在比導通電阻、柵源電容以及反向恢復特性等方面優(yōu)于 SPLIT-GATE結構。在當今TRENCH DMOS的工藝平臺基礎上，設計了一套與BFP-TDMOS相適應的工藝流程，并利用工藝仿真軟件TSUPRE

4、M4對器件元胞的關鍵工藝參數(shù)進行仿真拉偏，在滿足設計要求的基礎上確定最優(yōu)的元胞參數(shù)。另外，本文采用深槽終端結構，并對終端結構進行了設計與優(yōu)化。經(jīng)過最終的仿真，擊穿電壓為44.2V，比導通電阻為1.81×10-4Ω·cm2，閾值電壓為2.2V，柵源電容為4.19×108pF/cm2，柵漏電容為8.25×106pF/cm2，終端擊穿電壓的仿真結果為47V，符合設計的要求。設計的具有槽型電荷平衡結構的低阻 DMOS，通過結構的創(chuàng)新，降低了比導