SOI橫向功率器件中的二維場(chǎng)板理論研究.pdf

1、場(chǎng)板技術(shù)作為一種實(shí)用的結(jié)終端技術(shù)，因其所占面積小、制造工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在功率MOS器件、高壓集成電路和智能功率集成電路中得到了廣泛的應(yīng)用。將場(chǎng)板技術(shù)運(yùn)用于SOI橫向功率器件中，不僅利用了SOI技術(shù)隔離性能好、漏電小、功耗低、速度快、抗輻射等自有優(yōu)勢(shì)，而且可以有效改善器件表面電場(chǎng)分布，從而大大提高器件耐壓特性。研究發(fā)現(xiàn)，不同結(jié)構(gòu)的場(chǎng)板對(duì)表面電場(chǎng)分布的改善能力不同，故而建立不同場(chǎng)板結(jié)構(gòu) SOI橫向功率器件沿漂移區(qū)表面勢(shì)場(chǎng)分布的解析模型對(duì)進(jìn)一

2、步弄清場(chǎng)板對(duì)表面勢(shì)場(chǎng)分布的影響以及深入研究場(chǎng)板SOI橫向功率器件的耐壓機(jī)理具有重要意義。本文基于二維Possion方程，建立了較為完備的SOI橫向功率器件二維場(chǎng)板理論，主要包括普通金屬場(chǎng)板、階梯場(chǎng)板和浮空?qǐng)霭錝OI橫向功率器件表面勢(shì)場(chǎng)分布的解析建模及其分布特性的深入研究。
　　1.普通場(chǎng)板SOI橫向功率器件表面勢(shì)場(chǎng)分布解析模型及其特性研究。首先，分別建立了柵場(chǎng)板結(jié)構(gòu)和漏場(chǎng)板結(jié)構(gòu)SOI RESURF LDMOS沿漂移區(qū)表面勢(shì)場(chǎng)分布的

3、解析模型，著重分析了不同外加偏壓下出現(xiàn)的不同耗盡情形，針對(duì)不同耗盡情形建立了統(tǒng)一的勢(shì)場(chǎng)分布解析式。利用半導(dǎo)體器件仿真工具Silvaco對(duì)模型的準(zhǔn)確性進(jìn)行了論證，并分別探討了柵場(chǎng)板和漏場(chǎng)板結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)表面勢(shì)場(chǎng)分布以及漂移區(qū)耗盡的影響。最后，在綜合前面分析的基礎(chǔ)上，建立了一個(gè)柵漏場(chǎng)板聯(lián)合作用下SOI橫向功率器件表面勢(shì)場(chǎng)分布的全域解析模型，通過(guò)Silvaco仿真發(fā)現(xiàn)模型吻合良好。
　　2.階梯場(chǎng)板SOI橫向功率器件表面勢(shì)場(chǎng)分布解析模型及其

4、特性研究。分別建立了全耗盡情況下n階柵場(chǎng)板結(jié)構(gòu)和n階漏場(chǎng)板結(jié)構(gòu)SOI橫向功率器件表面勢(shì)場(chǎng)分布的解析模型。利用Silvaco對(duì)模型的精準(zhǔn)性進(jìn)行了論證，并研究了場(chǎng)板階數(shù)的變化對(duì)表面勢(shì)場(chǎng)分布的影響。最后，建立了任意階柵漏階梯場(chǎng)板結(jié)構(gòu)SOI橫向功率器件表面勢(shì)場(chǎng)分布的解析模型，為進(jìn)一步分析階梯場(chǎng)板結(jié)構(gòu)SOI橫向功率器件的耐壓機(jī)理提供了理論上的指導(dǎo)。
　　3.浮空?qǐng)霭錝OI橫向功率器件表面勢(shì)場(chǎng)分布解析模型及其特性研究。分別建立了全耗盡情況下單