赵婉婉,廖婉奇

(上海电力大学,上海 200090)

前言

功率器件的关键在于实现高耐压和低功耗。作为功率半导体的主力器件,功率LDMOS 器件存在着Ron,sp∝BV2.5(击穿电压 Breakdown Voltage,BV；比导通电阻Specific On-Resistance,Ron,sp)的“硅极限”制约关系。在提高器件击穿电压的同时,比导通电阻也会随之而增大。因此打破“硅极限”的制约关系,缓解击穿电压和比导通电阻间的矛盾关系,在提高器件击穿电压的同时降低比导通电阻,成为功率器件设计时需要考虑的重要问题。LDMOS 器件作为一种功率器件,为了更好的实现器件高击穿电压和低导通电阻,研究人员从器件新机理以及新结构等方面出发,不断寻求的突破点,以便能够更好的提升器件性能。本文从不同方面对以存在的研究方法以及研究机理展开研究。

1 浅沟槽隔离(STI)技术

在不过多损失Ron,sp的情况下提高BV,在漂移区中应用STI 技术是一种十分可行的方案。漂移区引入STI能在不增加漂移区直线长度的情况下,增大器件体区到漏极之间有效的表面距离,提高器件的击穿电压。但是传统的STI 开态的电流路径较长,在STI 拐角处电流拥挤,对Ron,sp的影响较大。同时由于传统STI 的边缘较深,使得高BV 的LDMOS 很难实现低Ron,sp,因此人们在传统STI 的基础上进行创新,从而更好的提升器件性能。

STI 技术因STI 结构的不同又可以分为full-STI 和split-STI,split-STI 的提出是因为full-STI 阻碍了源端到漏端的电流路径。基于STI 的LDMOS 的不足之处在于：由于电流多集中在STI 的底部边缘,会产生碰撞电离和热载流子。STI 中的热载流子会捕获电荷,同时在STI 和硅界面因碰撞电离而产生的界面态,都会影响器件的性能。……