具有P反型层的FDLDMOS建模及数值分析

摘要

随着功率集成电路飞速发展，功率半导体器件的研究与开发显得愈发重要。
　　 LDMOS(LaterAlDouble-Diffused MOSFET)是DMOS 器件的一种横向高压器件。其电极均
　　 位于器件表面，具有耐压高，增益大，失真低等优点，并且更易于CMOS 工艺兼容，因此
　　 在射频集成电路中得到了广泛的应用。目前LDMOS 设计的重点是如何合理缓和击穿电压
　　 与导通电阻之间的矛盾，并且保证其有较高的稳定性。
　　 场板技术是功率LDMOS 器件中使用最为频繁的一种终端技术。合理的场板设计可以使
　　 漂移区的平均电场增加，减小电场峰值，从而达到抑制热载流子效应，提高击穿电压等目
　　 的。基于此，本文通过二维器件模拟软件MEDICI对高压LDMOS的主要参数如场极板、漂移
　　 区等进行了细致的模拟与分析，同时对LDMOS的安全工作区，击穿特性以及主要的高温特
　　 性进行了分析与建模，这些分析将有助于设计者对LDMOS 进行优化设计。
　　 本文第一章首先阐述了集成电路和功率器件的发展历史，指出了功率器件研究的目的
　　 及意义。然后对一般ＬＤＭＯＳ的模型进行了介绍，指出了其与普通ＬＤＭＯＳ的结构、
　　 性能以及工艺上的差异，为之后的各章节做了简单的铺垫。
　　 LDMOS的场极板设计是LDMOS 设计中不可或缺的一部分。本文通过Medici 模拟软件
　　 对单阶梯场板结构的LDMOS 性能进行了全面的模拟分析。模拟得出，对多晶硅场极板的
　　 长度、位置、所加偏压以及漂移区掺杂浓度、栅氧厚度等对击穿电压均有一定的影响。
　　 并综合考虑了不同场板结构的温度效应和电容效应等因素，在此基础上，我们通过分析
　　 得出了不同场板结构的ＬＤＭＯＳ的使用领域以及部分参数的优化值。
　　 随后，本文对于LDMOS的漂移区的电场和电势进行了理论计算，对于采用RESURF
　　 技术的LDMOS,通过调节场极板位置、长度、偏压等参数，可以在提高击穿电压和降低导
　　 通电阻之间达到一合理的平衡。
　　 LDMOS 可靠性也是设计中所必须考虑的问题。它不仅和器件本身的结构有关，还和制
　　 造工艺，应用条件等因素相关。随着器件尺寸的缩小，LDMOS的稳定性面对着更大的挑战。
　　 本文具体介绍了Kirk 效应，寄生三极管效应，自加热效应，热载流子效应等发生的原因
　　 以及相应的改善方法。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

第二章LDMOS一般模型及数值参数分析

第三章LDMOS结构的电场模型解析

第四章LDMOS的稳定性分析

第五章结束语

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文