超低比导的新型场板ldmos研究与实现

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1、４ｉ种成Ａ赛ＴＲＯＮＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＩＣＳＣＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＩＥＮ硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ－／Ｖ，麵八嗜午论文削超低比导的新型场板ＬＤＭＯＳ妍究与实现学科专业微电子学与固体电子学２０１３２１０３０２４１学号姓名谭桥ｔ＞化者指导教师罗小蓉教授独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作１及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加＾标注和致

2、谢的地方夕ｈ，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。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名；日期：年白月／日呼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部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影

3、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）作者签名；—导师签名；谬砰曰期：抑月／曰分类号密级注1UDC学位论文超低比导的新型场板LDMOS研究与实现（题名和副题名）谭桥（作者姓名）指导教师罗小蓉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2016.04论文答辩日期2016.05.16学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号RESEA

4、RCHANDREALIZATIONOFULTRA-LOWSPECIFICON-RESISTANCELDMOSWITHNOVELFIELDPLATEAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MicroelectronicsandSolid-StateElectronicsAuthor:TanQiaoSupervisor:Prof.LuoXiaorongSchool:SchoolofMicroelect

5、ronicsandSolid-StateElectronics摘要摘要横向功率MOSFET器件研究的关键在于实现高耐压和低功耗。然而，耐压与比导通电阻均强烈受制于漂移区掺杂浓度，因而存在固有的矛盾关系（“硅极限”2.5Ron,sp∝BV）；对于载流子迁移率较低的P沟道器件，此矛盾关系尤为凸显。为了改善器件的耐压及比导通电阻特性，实现耐压与比导通电阻的良好折中，本文提出了一种具有正向积累效应的新型延伸栅场板。在导通状态下，新型场板在漂移区表面引入高浓度的多子积累层，其形成超低阻的电流传输通道；积累型电流输运模式使得

6、器件的比导通电阻显著降低且脱离于漂移区浓度的强烈制约，从而极大地缓解了耐压与比导通电阻之间的矛盾关系。在阻断状态下，采用线性变掺杂技术的新型场板调制漂移区表面电场分布，使得器件耐压提高；其辅助耗尽作用提高漂移区优化浓度，使得器件比导通电阻进一步降低。此外，新型延伸栅场板克服了阻性场板泄露电流较大的缺陷。本文将新型延伸栅场板技术引入到两款不同耐压级别的P沟道LDMOS器件中，并对其机理、特性及工艺实现方案进行了研究。1.结合新型延伸栅场板技术与体内场降低技术，本文提出了一款700V耐压+级别的带延伸栅场板（EG，E

7、xtendedGate）与P型浮空层（PFL，PFloatingLayer）的EGPFLpLDMOS器件。新型延伸栅场板的积累型电流输运模式、耗尽增强机制、电场调制作用使得器件的耐压与比导通电阻特性极大地改善；而体内场降低技术引入的P型浮空层对器件体内电场的调制，使得器件的横、纵向耐压能力均得以提高。EGPFLpLDMOS器件展现了优越的静态特性：其耐压为731V，较常2规pLDMOS器件提高了47%；其比导通电阻为112.6mcm，较常规pLDMOS器件降低了68%。在动态特性方面，尽管EGPFLpLDMO

8、S器件的关断较常规结构慢，但其开关损耗并不会明显增大，因而作为通常工作在较低频率下的高压器件，EGPFLpLDMOS器件的动态特性并无劣势。最后，展示了EGPFLpLDMOS器件的工艺制造流程及版图设计成果，并对实验细节作了详细分析。2.将新型延伸栅场板技术引入到基础RESURF结构中，本文提出了一款400V耐压级别的带延伸栅场板（EG）的EGpLDMOS器件。EGpLD