一种垂直型恒流二极管的研究与设计

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2、的研究工作。，及取得的研究成果据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我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并表示谢意。作者篇名；日期；必八年月立日＾论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位论文的全

3、部或部分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、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）／１＾作者签名：奪导师签名：日期：年月立曰分类号密级注1UDC学位论文一种垂直型恒流二极管的研究与设计（题名和副题名）张康（作者姓名）指导教师乔明教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业微电子学与固体电子学提交论文日期2016.03.18论文答辩日期2016.05学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月27日答辩委员会主席评阅人注1：注明《

4、国际十进分类法UDC》的类RESEARCHANDDESIGNOFAVERTICALCURRENTREGULATORDIODEAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MicroelectronicsAndSolid-StateElectronicsAuthor:ZhangKangSupervisor:Prof.QiaoMingSchool:SchoolofMicroelectronicsandSolid-S

5、tateElectronics摘要摘要由于LED与其他传统光源相比，具有启动快、能耗低、使用寿命长、方向性好、环保等优点，被称为是21世纪最有发展前景的绿色照明光源，被广泛应用于各种电子设备，如电子手表、手机、电脑等的显示屏、显示器，汽车上的各种灯具、仪表显示器，室内照明显示设备，户外显示屏、交通指示灯等。而LED使用过程中出现失效的主要原因是驱动电路出现问题，因此LED若想得到广泛可持续地发展应用，合理的驱动电路设计则尤为关键。本文提出了应用于LED驱动电路的垂直型恒流二极管结构，包括类耗尽DMOS型垂直恒流二极管结构

6、及类JFET双外延槽型阴极垂直恒流二极管结构，借助TSUPREM4及MEDICI仿真软件对器件结构进行了优化，并研究了器件的终端结构和工艺流程。本论文的主要内容如下：1、简述了LED、LED驱动电路和恒流二极管的发展历程。2、设计了一种类耗尽DMOS型垂直恒流二极管器件结构。研究了恒流二极管的主要工作原理，恒流二极管的I-V特性可大致分为三个区域，线性区、饱和区及击穿区。其中还详细分析了有效沟道长度调制效应对器件饱和区特性的影响，也为后续仿真设计提供了理论基础。恒流二极管应用于LED驱动电路中时，需保证较好的恒流特性、足

7、够的击穿电压及尽量小的夹断电压。外延层厚度、外延层浓度、沟道浓度、JFET区宽度、氧化层厚度、环境温度等参数都会对器件的恒流特性、夹断电压和击穿电压产生的影响，因此通过仿真确定了器件的最优结构参数和工艺参数。设计了适合器件的场限环终端结构，并进行了理论及仿真结合研究。结合工艺线的具体情况，设计了器件的具体工艺流程。3、设计了一种类JFET双外延槽型阴极垂直恒流二极管器件结构，该结构具有双外延及槽型阴极的特点，具有良好的电学特性。仿真研究了刻槽深度、第一N-外延层厚度及浓度、第二N-外延层厚度及浓度和P型阱区推结时间对器件

8、I-V特性的影响，确定了器件的工艺流程及版图结构。完成流片后进行了实验测试分析，得到了不同电流级别的器件的实验测试I-V特性结果，从器件电学特性随时间退化、器件负温度特性等多方面对测试结果进行了分析，研究了时间、温度等因素对不同电流级别的器件的影响。最后将封装好的产品应用于LED驱动电路，并进行了应用测试。关键词：垂