SOILDMOS晶体管耐压结构的研究.PDF

维普资讯 SOlLDM0S晶体管耐压结构的研究 吴秀龙， 陈军宁，孟坚， 高珊 ，柯导明 (安徽大学电子科学与技术学院，合肥 230039) 摘要 ：SOI技术已经成功的应用到功率集成电路中，而击穿电压是功率器件一个重要的参数。本文 对 SOILDMOS的击穿电压进行了分析，介绍了目前国内外几种典型的提高击穿电压的结构，较为详细的 分析了RESURF原理的应用。 关键词 ：击 穿电压；S0ILDM0S；功率器件 中图分类号：TN386．1 文献标识码：A 文章编号 ：1003．353X(2005)03．0027．05 ResearchofBreakdown StructureinSOILDM oSTransistors W U Xiu-long，CHEN Jun—ning，MENG Jian，GAO Shan，KE Dao—uring (CollegeofElectronicsandTechnology，AnhuiUniversity，nefei230039，China) Abstract：Silicononinsulator(SOI)technologyissuccessfullyenteringthepowerIC．Break— downvoltageisaveryimportantparameterofpowerdevices．Inthispaper，thebreakdown voltageofLDMOS isexplained，andseveraltypicalbreakdown structuresareintroduced．The applicationofRESURFprincipalisdiscussedindetails． Keywords：breakdownvoltage；SOILDMOS；powerdevices 作在各种恶劣的环境中。特别是SOILDMOS的漏 1 引言 pn结穿通硅膜直接接触到隐埋氧化层时，器件中漏 由于采用SOI材料做成的器件能实现全介质隔 pn结处峰值电场较之通常体硅器件的值要低，因此 离 ，其寄生电容和泄漏 电流小，驱动 电流大 ，所 SOI器件的结击穿电压比体硅器件高的多。然而， 以很适合制造功率集成电路及器件…。SOI功率器 现在的SOILDMOS主要是薄膜部分耗尽型，其沟 件可分为厚膜功率器件和薄膜功率器件。厚膜器件 道耗尽层下面有一个浮空的中性区，会形成基极浮 的SOI层 比较厚，使得应用局部氧化工艺或干法刻 空的寄生双极型晶体管 ，使得击穿电压大幅度下 蚀沟槽工艺实现介质隔离比较困难，影响器件的性 降，有可能低于体硅LDMOS。 能，因此 目前实际应用的大部分是薄膜SOI功率器 击穿电压是功率 MOS器件的一个重要参数， 件 。 提高输出功率要求提高击穿电压，它还决定了MOS LDMOS晶体管由于它的击穿电压高，驱动电 器件的运用范畴，例如功率开关管就对高耐压有特 流大等特性，被广泛的应用于体硅功率集成电路 殊要求，因此必须要采取措施来提高器件的击穿电 中。而SOILDMOS较之体硅LDMOS有更多的优 压 。下面将对 目前 国内外一些主要提高 SOI 点iJ,2]，例如具有较高的跨导和输出电导，导通电 LDMOS击穿电压的方法进行介绍和分析。 阻小，阈值电压受衬底偏压的影响小，亚阈值斜率 2 提高击穿电压的措施 低 ，漏一衬电容很小，功率增益系数高 ，可以工