槽栅dmos器件的研究和设计

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1、，'●‘'ClassifiedIndex：U．D．C：lIIIIIIIIIIIIIIIIIIII＼1808736ADissertationfortheDegreeofM．EngTheresearchanddesignofTrenchDMOSCandidate：ChengChaoSupervisor：Assoc．ProfessorWangYingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：CircuitandSystemsDateofSubmission：December，2009

2、DateofOralExamination：March，2010University：HarbinEngineeringUniversity广、『．哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，‘均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：昶捷日期：如细年弓月J‘日学位

3、论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(口在授予学位后即可囱在授予学位12个月后口解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编

4、等。作者(签字)：程超日期：仞p年弓月J‘日导师(签字)：它萄欠抑年弓月，否日广；J．哈尔滨‘T：程大学硕+学位论文摘要近年来，由于半导体制造技术的发展，功率器件在性能、尺寸、生产成本方面都得到了极大地改善。此外，通信、计算机以及自动化产业的发展也拉动了对低压功率器件的需求，低工作电压和低功率损耗成为功率器件的一个重要发展趋势。槽栅DMOS是在VDMOS和VMOS基础上发展起来的一种重要的功率半导体器件，与传统的平面型功率器件相比，槽栅DMOS普遍采用亚微米水平的生产工艺，制作过程更加复杂，新的结构和工艺也不断出现。相比传统DMOS器件，本文研

5、究的这种槽栅DMOS具有更低的导通电阻、更高的开关速度以及更广的安全工作区，并且消除了闩锁效应，因而具有极大的应用价值。本文首先介绍了槽栅DMOS器件的一些主要电学参数，并给出了相应的物理模型，这为后续的设计过程提供了理论基础。为了降低导通电阻，本文还分别对沟道工艺和外延层的结构进行了优化设计，仿真结果表明，新结构能够有效地降低器件导通电阻。同时还对SIPOS钝化技术进行了一定的研究，以提高器件的稳定性。此外，通过理论推导给出了一种新的阈值电压解析模型，新模型相比原有模型在精度上有了显著的提高。根据槽栅DMOS的性能指标，对器件的主要参数进行了

6、设计’，如器件的纵向参数、横向参数、终端结构、制造工艺、版图等，然后利用SilvacoTCAD工具对其进行了工艺仿真与优化，最后对阈值电压、击穿电压等电学参数进行了仿真，以验证前文的设计结果。关键词：沟槽栅；功率MOSFET；导通电阻；仿真一I^产‘；I哈尔滨’T：程大学硕+学位论文ABSTRACTThedrivingforcesforadvantagesinpowersemiconductortechnologyareimprovementsinefficiency,sizeandweightwithinstringentcostandman

7、ufacturingconstraints．Applicationssuchascomputers，teclecommunicationandautomotiveindustryhavesteeredthegrowthofeffientlowvoltagepowersemiconductordevicesoperatingbelow200Voltsandputincreasingdemandonimprovedefficiency．TrenchDMOSisoneoftheimportantpowersemiconductordevicesdev

8、elopeduponVDMOSandVMOS．Comparedwiththetraditonalplanarpowerdevices，sub-micr