深构槽型功率MOS器件的研究

摘要

功率MOS器件是一种重要的半导体功率器件。与双极型功率器件相对简单的制作工艺相比，功率MOS器件的制作工艺已进入了亚微米水平，新结构和新工艺不断出现。本文研究一种深沟槽结构的新型功率MOS器件的制作工艺、结构及其与器件电学特性的关系。　　本文通过与传统平面型、V形、U形等功率MOS器件结构的对比，分析了深沟槽型功率MOS器件的独特优点。通过对深沟槽型MOS器件的结构、制作工艺的细致研究，开发成功一套可以满足设计要求的应用于8英寸生产线的深沟槽型功率MOS器件的制作工艺，该工艺与当前的亚微米CMOS工艺基本兼容。通过大量实验数据比较分析，研究了深沟槽型功率MOS器件的主要电特性参数(如漏源击穿电压BVdss和导通电阻Rdson)与器件结构参数(如沟槽深度)间的依赖关系。　　针对器件尺寸进一步缩小和器件频率特性进一步提高需求，本论文提出一种新型的突起型多晶硅栅结构。通过对两种突起型多晶硅栅工艺的对比，发明并成功制作出利用硬掩膜方式实现的突起型多晶硅栅结构。另外，针对功率MOS器件静电保护的需要，本文提出并成功制作出利用多晶硅pn结串接形成的静电保护结构，通过对实验中由于增加静电保护结构后器件栅漏电增大现象进行详细分析和大量实验，证实了这种漏电流与寄生MOS器件有关，实验采用在用于静电保护多晶硅下淀积加厚的氧化层有效地抑制了这种寄生效应，提高了静电保护结构的性能。

目录

摘要

第一章引言

第二章文献综述

§2.1功率器件的发展历史

§2.2功率器件的种类及市场划分

§2.3功率MOS器件的种类及特点

§2.4本文工作

第三章深沟槽型功率MOS器件

§3.1深沟槽型功率MOS器件的结构

§3.2深沟槽型功率MOS器件的工艺流程

§3.3深沟槽型功率MOS器件的电学特性

§3.3.1阈值电压Vth

§3.3.2源漏击穿电压BVdss

§3.3.3导通电阻Rdson

第四章深沟槽型功率MOS器件的栅结构

§4.1传统多晶硅栅结构

§4.2突起型多晶硅栅结构

§4.2.1增加光刻步骤的实现方式

§4.2.2带硬掩膜进行多晶硅回刻蚀的方式

§4.2.3多晶硅栅突起深沟槽功率MOS器件的电学特性

第五章深沟槽型功率MOS器件的静电保护结构

§5.1静电保护结构原理

§5.2制作工艺流程

§5.3实例研究

第六章总结与展望

参考文献

专利申请

致谢

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