高压MOSFETS的优化设计及参数提取

摘要

高压半导体器件作为高压集成电路的重要组成部分，其性能及可靠性直接关系到最终电路系统的质量和成败，开发具有高优化性及高可靠性的高压器件对电路系统应用具有十分重要的意义。本文的主要工作是设计了二款高压器件(STI-LDMOS和SJMOS)，并将其应用于相应的电路当中。
　　 鉴于标准BCD工艺和标准DMOS工艺具有良好的工艺能力，因此本文分别基于标准BCD工艺和标准DMOS工艺开发高压器件，不仅可以保证器件的性能，还能缩短器件的开发周期。然而，由于采用传统的工艺和器件结构，传统高压器件在电路应用中暴露了某些固有缺陷：芯片使用面积过大，驱动能力不足等。为此，本文在深入研究了半导体物理原理和高压MOS器件结构的基础上，分别引入STI技术替代LOCOS技术对LDMOS进行重新设计和使用超结结构对VDMOS进行结构优化，并结合SILVACO软件对这两种器件进行工艺器件参数优化。为得到电路设计所需的器件电气参数，本文还应用BsimProPlus软件对所设计的高压MOS器件进行参数提取。
　　 本论文工作主要的创新点体现在以下几个方面：
　　 (1)在LDMOS器件设计方面，使用STI技术来取代LOCOS技术，降低LDMOS的比导通电阻，提高了芯片的功率密度；
　　 (2)在SJMOS器件设计方面，对器件版图和器件退火时间的重新设计，减少了SJMOS掩模版的数量，降低了SJMOS工艺生产成本；
　　 (3)在器件参数提取方面，应用现有的BsimProPlus软件和HVMOS模型对STI-LDMOS进行参数提取，便于LDMOS器件集成仿真。