机械毕业设计论文高压DOUBLE RESURF LDMOS器件设计与工艺模拟.doc.doc

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1、本科毕业论文题目高压DoubleRESURFLDMOS器件设计与工艺模拟作者：金光明专业：电子科学与技术指导教师：罗向东完成日期：2008.6南通大学毕业设计（论文）摘要本文在SILVACO公司的TCAD工具构建的虚拟工艺平台基础上，利用工艺仿真软件ATHENA和器件仿真软件ATLAS进行了关于功率DoubleRESURFLDMOS器件的设计。该工艺和标准CMOS工艺完全兼容，只要增加3张掩模板。通过优化工艺参数，采用ATLAS仿真的最高耐压可以达到205V，可以广发用于各种功率控制电路。本文重点研究了全工艺过程下的DoubleRESURFLDMOS器件的实现，以及一些具体器件参数的设计。同时

2、针对器件特性仿真过程中出现的问题，逐个进行优化处理。关键词：TCAD，功率器件，高压LDMOS，DoubleRESURF通过分析器件特性，逐步优化各项参数III南通大学毕业设计（论文）ABSTRACTOnthebasisofvirtualTCADofSILVACO’ssoftware,weuseprocesssimulatorATHENAanddevicesimulatorATLAS,todesigna205vhighvoltageDoubleRESURFLDMOSforSmartPowerIC.TheHV-Ldmos’sprocessiscompletelycompatblewithstan

3、dardCMOSprocess,onlyneedsthreeadditionalmasks.Byoptimizingtheprocessparameters,thebreakvoltageoftheDoubleRESURFLDMOScanreach205v.SoitcanbeusedinvariousSPIC.ThepaperfousesontherealizationofhighvoltageRESURF.Byanalyzingthecharacteristicsofthedevicewecangraduallyoptimizethevariousparameters.Keywords:TC

4、AD，PowerDevices，HVLDMOS，DoubleRESURFIII南通大学毕业设计（论文）目录摘要IABSTRACTII第一章绪论11.1功率器件的发展历程11.2课题的应用背景31.3课题的主要工作和应用工具41.4各章节介绍5第二章DoubleRESURFLDMOS原理以及主要参数设计过程62.1LDMOS的简述62.2DoubleRESURFLDMOS的性能简述72.3DoubleRESURFLDMOS主要参数的设计9第三章DOUBLERESUFRLDMOS的工艺仿真13第四章器件设计174.1雪崩击穿184.2电阻电流204.3器件耐压性研究22第五章总结29参考文献30致

5、谢31III南通大学毕业设计（论文）第一章绪论1.1功率器件的发展历程电子学随着晶体管和晶闸管的相续发明，开始向两个方向发展：一个以追求单元器件的小功率、高集成度、高工作频率的集成电路为核心的微电子技术；另一个就是以追求大功率、小驱动电流、高工作电流密度、短开关时间的大功率半导体器件为代表的功率电子学。功率电子学是一种采用功率半导体进行功率变换的技术。而功率器件作为功率电子学的核心，其基本要求必须具有耐压高、输出电流大、工作频率高、驱动电流小等特点。二十世纪50年代硅晶闸管（SCR）的问世标志着半导体器件扩展到强电领域。到70年代中期，功率MOSFET诞生逐步改变了整个功率半导体器件的面貌，功

6、率器件实现了场控制功能，打开了高频应用的大门，功率MOS管逐渐取代功率晶体管和晶闸管。到二十世纪末，功率MOS管的市场份额已经超过50%。现在智能功率集成电路(SPIC)已广泛应用于军用设备、通信设备、汽车电子、工业自动化控制及消费类电子等领域[1]。从时间上看，功率管的发展大致经历了四个阶段：第一代功率管诞生于五十年代，主要由晶闸管及其改进器件组成。1957年，硅晶闸管由J.L.Moll等人发明，它属于半控型器件，当时工作电流为25A，阻断电压为300V。但它关断速度太慢，因此只能在低频下工作（一般低于400kHz），同时门级不能关断阳极电流并且只能控制单向电流。鉴于这些缺点，各种派生器件相

7、继问世，但由于其本身固有缺点使得这种器件的发展基本处于停滞状态。六十到七十年代是晶闸管统治功率器件的全盛时代，到了八十年代，晶闸管的发展已完全成熟。晶闸管主要应用于高压直流输电、马达传动等低频大功率领域。六十年代产生了以电力晶体管（GTR）为代表的第二代功率管—功率双极型晶体管，这类功率管解决了第一代不可控的问题，但却又面临驱动电流大，功率损失大的问题。同时由于功率型双极晶体管还要受到基区和集电区