150v抗辐射vdmos的设计

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1、隶劫女·譬硕士学位论文150V抗辐射VDMOS的设计DESIGNA15OVRADIATIONHARDE]NEDVDMOS(MASTERTHESIS)ADisserrtation(Thesis)Submi舵dtoSoutheaStUniVersi够FortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYZHANGTengSupervisedbyPro￡S卸巳NKe-qiangSchoolofEIectronicScience&EngineeringSoutheastUniVersityMay2015东南大学学位论文独创性声明本人

2、声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：避日期．：趋[￡<：2东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密

3、论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：鍪盛导：2￡￡：Z：2摘要随着信息技术产业的迅猛发展，功率器件可靠性和抗恶劣环境能力已然成为现代化军事及航空航天等领域的重要研究课题。抗辐射加固器件的低需求量与工艺线特殊性致使其电学性能落后于同时代商业产品。因此，研究功率器件的辐射效应并设计与现代化生产线兼容的抗辐射器件生产工艺流程意义重大。本文首先在ⅧMOS基本结构与工艺流程研究的基础上，针对器件不同工作状态分析了相应的物理模型

4、，讨论了VDMOS击穿电压、阈值电压和导通电阻的计算方法，并简要探讨了场限环和场板在终端结构中的应用。其次，在SEB辐射效应的一维分析模型和二维数值仿真模型基础上，讨论了cIA效应与三极管击穿特性的关系。综合考虑vDMos的寄生三极管及c从电流放大系数，提出了拟光触发晶闸管模型与新的SEB临界条件。利用仿真软件MEDICI验证了SEB的电压特性与位置关系，得出了器件的SEB敏感区域为沟道与外延层边界，并指出了颈区的特殊性。基于颈区附近SEB电流响应中由栅漏电流引起的sEB塌陷现象，提出了全新的栅致单粒子烧毁(SEGⅢ)模型，解释了传统SEB效应与栅漏电流对

5、该区域sEB现象的共同影响，并用因子y。表征这一影响的大小。然后，在原有SEB数值仿真判定模型基础上，提出了新的sEB复合判定法，将器件的SEB电流响应与击穿特性相结合，利用交点电压精确判定抗辐射能力。对这种复合判定法进一步优化后，结合器件辐射敏感区域，提出了soLA点与s参数以表征器件的SEB加固能力的方法，并用此方法对常见辐射加固措施进行研究，发现局部SOI与沟槽结构抗SEB能力较好，超结结构无明显作用，梯度外延与P+扩散有一定效果。最后，基于指标要求设计了vDM0s的尺寸与工艺，选择后栅工艺、梯度外延、P。扩散作为兼容现有生产工艺的抗辐射加固措施，并

6、绘制版图。仿真结果显示该器件击穿电压155V，阈值电压3．2v，额定电流大于20A，导通电阻O．05Q并有较好的抗辐射能力，满足设计要求。关键词：vDMos，抗辐射，sEB，sEGⅢ，sOLA点Abs仃actAbstractNo、张days，merelia_bili够andami-tlarShenviro砌entabilit)，ofpowerdeVicehaVebecomecoIlsiderableprojectSofeithermodemmilita叮oraerospacewi也thedeVelopmentofinforInationtechnolo影i

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