vdmos器件的自热效应及高温热载流子效应的研究

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1、．．，Ｌ４／‘立．＇个＇５一‘‘：片产－Ｉ．，．ＶＶ．．：Ｉ？？ｉ－－－．．；＊．Ｖ＊，密级：保密期限：＜．．告餐乂蔓硕±学位论文ＶＤＭＯＳ器件的自热效应及高温热载流子效应的研究‘ｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｓｅ－ｔｉｎｅｆｆｅｃａｎｄｈｅｒｍａＲｅｌｆｈｅａｇｔｔｌｈｏｔｃａｒｒｉｅｒｓｅｆｌｆｅｃｔｏｆＤＭＯＳｖｉｃｅＶｄｅｒ．；？■■学号ＰＩ３２０１０２１姓名储晓磊学位类别工学硕±

2、左說策微ｆｅテ学Ｓ曰体ｆｅテ学指导教师陈军宁完成时间２０１６年５月＿委端器驚独创性声明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及取得的研究成果，，。据我所知除了文中特别加Ｗ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，也不包含为获得安徽大学或其他教育化构的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。学位论文作者签名；签字日期：年月言日／鴻曠義学位论文版权使巧授权书本学位

3、论文作者完全了解安徽大学有关保留、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禮盘，允许论文被查闽和借阅。本人授权安徵大学可Ｗ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Ｗ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适用本授权书）学位论文作者签名；游；反＼导师签名：陈３飾占占ｆ签字日期：月１日签字日期２〇八年（：以年月日ｊ＾摘要一直被关注的主要焦点之一半导体功率器件是自集成电路发展Ｗ来。它是实现工控智能化、０、系统

4、化的核屯技术基础。ＶＤＭＯＳ器件是自２世纪末发展起来的主流功率器件中最具特色的一种。它具有高耐压、高开关速度、驱动能力强、热稳定好等优点，被广泛用于汽车电子、电机驱动、开关电源等各个领域。随着ＶＤＭＯＳ在市场占有率逐年升高，人们对该器件的性能提出了更高的要求。ＶＤＭＯＳ一功率的可靠性是时下讨论的最热口的话题之。研巧器件可靠性的目的是为了使其可通过改进优化而具有更高的稳定性。本文综述了近些年来功率器件的发展概况。在大功率器件为市场带来巨大经济的效益的同时，也造成了巨大的能源消耗和诸多可靠性隐患。在此

5、背景下，本文对ＶＤＭＯＳ器件高温可靠性进行了深入研究，主要内容如下：首先从ＶＤＭＯＳ基本结构和工作原理出发，对器件的性能参数进行了剖析。该器件是采用自对准双扩散工艺下形成的导电沟道，通过合理设计Ｐ阱渗杂浓度可有效控制沟道长度。从而有利于提高器件开关速度和工作频率，同时降低了导通电阻而增强了驱动能力一。另外ＶＤＭＯＳ比普通ＭＯＳ多了个外延层的存在，是使其具有了更高耐压特性的关键。重点对阀值电压、导通电阻和击穿电压等参数逐个进行了讨论研究。并通过仿真展示了输出特性和传输特性曲线。接着本文对ＶＤＭＯ

6、Ｓ管的自热效应做了深入探讨。用二维器件仿真软件Ｓ－ＶＤＭＯＳ器ｉｌｖａｃｏＡｔｌａｓ模拟了件工作时产热分布，观察到高温区集中分布在沟道末端及积累层区域。仿真了器件自加热效应情形下的输出特性曲线，结果显示曲线在达到饱和点后随漏电压增大有下降趋势，而且高栅压下，挂种下降趋势更为明显，通过结合理论分析自热效应对器件参数造成的影响而揭示了自热效，从应导致器件退化的本质。本文最后讨论了高温环境下ＶＤＭＯＳ热载流子效应损伤机制，通过建立衬底电流模型，分析了村底电流受偏置电压和温度影响的变化过程。结果表明１：

7、（），衬底电流随温度升高呈先下降后升高的变化过程衬底电流在偏置电足固定时。２）在温度相同情况下，越高的偏置电压会导致产生更大衬底电流，反之亦然。（结合理论确定了在温度的应力下器件内电场分布、表面势、电子电流密度等参数的退化是导致衬底电流上升的主要因素。最后通过仿真展示了阔值电压、饱和漏ＩＶＤＭＯＳ器件的自热效应及高温热载流子效应的研究电流１＾及转移特性等电学特性的退化。关键字：ＶＤＭＯＳ；自热效政衬底电流；热载流子效应ｎＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔ

8、ｏｒｏｗｅｒｄｅｖｉｃｅｉｓ０打ｅｏｆｔｈｅｍｏ巧ｆｏｃｕｓｅｓｓｉｎｃｅｔｈｅｄｅｖｅｌｏｍｅ打ｔｏｆｐｐｉｈｉｈｎｏｉｎｋｇｒａｔｅｄｃｒｃｕｉｔｓ．ｌｔｉｓｔｅｂａｓｓｏｆｔ；ｈｅｃｏｒｅｌ：ｅｃｌｏｇｙｔ；ｏａｃｈｉｅｖｅｉｎｄｕｓ