大功率器件课程设计第四章_1_.pptVIP

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第四章 横向高压功率MOS型器件 横向高压MOS器件是指具有横向耐压结构的高压MOS。 横向高压MOS的源极、漏极和栅极都在芯片表面,易于与低压电路集成。 横向高压MOS的基本结构有两种:高压LDMOS和高压偏置栅MOS 。 对于横向高压MOS常用的终端技术有:场板技术和RESURF技术。 第一节 横向双扩散MOS(LDMOS) 2. LDMOS的模型和I-V特性 3. 结隔离区内高压LDMOS的击穿与穿通 第二节 偏置栅MOS 第三节 RESURF技术 * 横向高压功率MOS型器件的概念 1. LDMOS的特点及制造 LDMOS是用双扩散技术,在同一窗口相继进行硼磷两次扩散,由两次杂质扩散横向结深之差可精确地决定沟道长度。 为了提高耐压,在沟道区到漏之间有一个高阻层,此层在高漏电压下全耗尽,此层称为漂移区。 LDMOS的结构示意图 低耐压 高耐压 讨论: LDMOS在工艺上很容易实现0.4-2μm的沟道长度。 漂移区在沟道与漏极之间起着缓冲作用。 由于漂移区是高阻区,漏源电压大部分降落在漂移区上, 故沟道夹断后,基本上没有沟道长度调制效应。 LDMOS的击穿电压不受沟道长度和掺杂水平的限制,可 以独立设计。 LDMOS的阈值电压决定于沟道区掺杂浓度的峰值。 低耐压LDMOS的两管模型: 该模型由一个有源区的短沟道MOS和一个漂移区的长沟道MOS串联构成。 有源区MOS常为增强型,而漂移区MOS常为耗尽型 该模型数学推导简单,物理概念清楚 注意: 当栅电极距N+漏区太近时,击穿电压降低。 沟道长度越大,阈值电压越大,沟道穿通电压越大。 对于薄外延层的RESURF LDMOS,由于外延层厚度的限制可以采用下置栅结构。 1. 偏置栅MOS的结构 2. 场板对偏置栅MOS的作用 场板是使栅极边缘处的电场强度降低 场板对提高击穿电压的效果 RESURF原意是降低表面电场 RESURF技术实际是采用表面先做一个轻掺杂的外延层,再在上面做器件。 1. RESURF原理 RESURF二极管 外延层厚度为50μm时,外延层未完全耗尽 外延层厚度为15μm时 最大击穿电压条件: 对于均匀掺杂的外延层 2. RESURF LDMOS 在击穿电压相同的条件下,一般LDMOS的Ron·A是 VDMOS的Ron·A的6倍。 由于面积的限制,一般LDMOS的击穿电压不高。 采用RESURF技术和埋层的LDMOS可使LDMOS的 Ron·A减小到可以与VDMOS相比拟。 *

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