大功率器件课程设计第三章1

1、第三章垂直导电MOS型功率器件第一节 引言 新的工作原理 新的器件结构 新的材料提高功率和频率2. 各种垂直功率MOS的结构SGSn +n +pn-n +SGSn +n +pn-n +DDSGn +n - p p n +n +n +n +D3. 从功率MOS到IGBT第二节 垂直功率MOS的结构与I-V特性1. 结构先看普通MOS:ID= meffZLCox f(VD,VG )增大电流减小LN条并联，即叉指状增大Z元胞结构最常用的方法是元胞结构耐压由垂直方向承担VDMOS的结构SGn +n - p p n +n +n +n +D功率集成电路中VDMOS的结构杂质分布MEDICI仿真图一种混合结

2、构2. 制造Gaten-n+DrainMetalPolysiliconn+pHEXFET-InDSourceVDMOS的制造n+p一种典型工艺过程（栅与沟道非自对准）一种自对准工艺过程用于POWER IC 的一种VDMOS的工艺- - -I- - 一4产二l120.00- - 二- 二一-子l二三_ 一二二三-子二 二- -二-三二三- 言-二三l100.00二三二三- - -P+Isolot1onll二三_二三二一一一二二二厂三二。四 -f- - - - - - - - 一二二三-二三一二二 二二三ii - gg.oo-二 _- 二_-l二二 _一二一二言 Deeplm1cron&I- -

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20、结构，即为高压VDMOS中的沟道区。软件仿真结果典型的VDMOS沟道区掺杂浓度分布 0.0 0.51.01.5 2.0 2.5NA max101310141015ND10161017101810191020Doping (cm-3)Distance ( mm )高压VDMOS在制造过程中，其沟道区一般是由两次扩散形成的，第一次是硼的扩散，第二次是磷或砷的扩散，沟道长度由这两次扩散进入氧化层下的结深决定。这种双扩散的工艺使得沟道区表面横向掺杂浓度是不均匀的。漂移区模型：高压VDMOS的漂移区是由在N+衬底上外延的N-层和对称分布 的p-body构成的， 电子从沟道区流 出后，进入漂移 区中，先进入p- bo