VDMOS器件仿真设计实验-第一次实验报告

半导体功率器件与智能功率IC实验 学生姓名：田瑞学 号：3 指导教师：乔明 一、实验室名称： 211楼803 工作站 二、实验项目名称：半导体功率器件与智能功率IC实验VDMOS器件仿真设计实验三、实验原理：对于阈值电压的调节，可以改变氧化层厚度，氧化层厚度越大，栅对沟道的控制能力越弱，阈值电压越大。也可以增大沟道区掺杂浓度，浓度越大，沟道区越难反型，阈值电压越大。MEDICI的使用流程:器件结构构造网格构造器件求解输出MEDICI 输入文件Device Structure SpecificationSolution SpecificationInput/Output预先确定器件结构四、实验目的：通过实验，了解VDMOS器件的结构，掌握VDMOS器件的设计方法，熟悉MEDICI软件的使用。五、实验内容：完成一种600V VDMOS器件完整的设计仿真工作，其指标达到预定要求。其中，主要针对器件耐压、阈值电压、跨导、开态特性进行仿真优化，确定栅氧厚度、沟道浓度、栅长、漂移区掺杂、漂移区厚度等重要的浓度和结构参数。 衬底n+换成p+，再仿真器件的转移特性和击穿特性，比较与VDMOS区别，并分析原因。VDMOS指标要求：BV 600VVT 23VVG 20V max六、实验器材（设备、元器件）：MEDICI软件七、实验步骤：title VDMOSassign name=nd n.val=1e14assign name=pwell n.val=2e18assign name=dpwell n.val=1.2assign name=tepi n.val=35assign name=ld n.val=6mesh smooth=1x.mesh width=ld h1=0.10y.mesh n=1 L=-0.1y.mesh n=3 L=-0.017y.mesh n=4 L=0y.mesh depth=dpwell h1=0.05y.mesh depth=tepi-dpwell h1=0.05 h2=0.05 h3=1y.mesh depth=0.5 h1=0.05y.mesh depth=0.1 h1=0.05region name=si siliconregion name=sio y.max=0 oxideelectrod name=gate x.min=1 x.max=ld-1 electrod name=source x.max=0.6 y.max=0electrod name=source x.min=ld-0.6 y.max=0electrod name=drain y.min=tepi+0.5 $ n drift $profile region=si n-type n.peak=nd uniform$ p-well $profile region=si p-type n.peak=pwell+nd xy.ratio=0.4 x.min=0 x.max=1.5 y.junction=dpwellprofile region=si p-type n.peak=pwell+nd xy.ratio=0.4 x.min=ld-1.5 x.max=ld y.junction=dpwell$ n+/p+ source $profile region=si p-type n.peak=1e20 xy.ratio=0.4 x.min=0 x.max=0.4 y.junction=0.4profile region=si n-type n.peak=1e20 xy.ratio=0.4 x.min=0.5 x.max=1 y.junction=0.2profile region=si p-type n.peak=1e20 xy.ratio=0.4 x.min=ld-0.4 x.max=ld y.junction=0.4profile region=si n-type n.peak=1e20 xy.ratio=0.4 x.min=ld-1 x.max=ld-0.5 y.junction=0.2$ drain $profile region=si n-type n.peak=1e20 uniform x.min=0 y.min=tepi y.max=tepi+0.5 regrid ignore=sio doping logarith ratio=1 smooth=1 cos.angle=0.8$ gate material $contact name=gate n.polysisave out.f=vdmos.mesh$ plot $plot.2d grid fill scale title= the orignal girdplot.2d boundary scale junction fill title=the junction profilesplot.1d doping y.start=0.01 y.end=0.01 title=surface doping log y.logplot.1d doping y.start=0.01 y.end=0.01 title=surface doping plot.1d doping y.start=3 y.end=3 title=y=3 doping log y.logplot.1d doping y.start=3 y.end=3 title=y=3 doping plot.1d doping x.start=3 x.end=3 title=x=3 doping log y.logplot.1d doping x.start=3 x.end=3 title=x=3 doping 八、实验数据及结果分析：器件模型： VDMOS的BV特性曲线： 更改参数后BV为642V阈值电压曲线： 更改参数后阈值电压为2V衬底n+换成p+时： BV为620V 阈值电压为2.45V九、实验结论：1、由BV特性曲线的比较可知，增大击穿电压BV可以采用的方法有增大漂移区浓度与厚度。2、由阈值电压曲线的比较可知，增大氧化层厚度和增大沟道区掺杂浓可以有效地增大阈值电压。3、当衬底n+换成p+时，击穿电压BV有所减小，阈值电压无明显变化。 当集电极Collector加正偏压时，J2结反偏，J1结正偏，电压主要降落在J2结的N耗尽区，因为J1结的存在且为正偏，使得N区域承受耐压的面积有所减少，故器件可以承受的电压也有所减少。同理，当集