高压SOi-pLDMOS器件可靠性机理及模型研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuechao002
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
绝缘体上硅(SOI)功率集成器件具有集成密度高、静态功耗低、开关速度快及抗闩锁能力强等优点,而p型横向双扩散MOS器件(pLDMOS)作为高边驱动可以简化功率集成电路的复杂度,减小芯片面积,因此,SOI-pLDMOS器件已经广泛应用于平板显示驱动芯片、浮栅驱动芯片、电源管理芯片及音频功放芯片等诸多功率集成电路中。近年来,新型SOI-pLDMOS器件不断涌现,其开关特性、电流密度及击穿能力等电学特性已大幅提升,但其自身面临的可靠性问题却依然严重,甚至成为制约其进一步发展的瓶颈,迫切需要对SOI-pLDMOS的可靠性机理及相关模型展开深入研究,这对研制长寿命SOI-pLDMOS器件及相关功率集成电路具有重要意义。  本文从系统应用需求出发,详细研究了SOI-pLDMOS器件的热载流子退化、dv/dt应力损伤及静电泄放(ESD)失效等可靠性问题,揭示了其可靠性内在机理,建立了相应的表征模型;进而基于研究结果,提出了高可靠的SOI-pLDMOS器件,并成功应用于高压显示驱动芯片。在课题研究过程中,以第一作者发表SCI论文10篇,参加国际会议4次,申请国家发明专利10项(1项已授权),此外,本文的研究成果已作为重要内容荣获2013年教育部技术发明一等奖(第4完成人)。  本研究主要内容包括:⑴揭示了SOI-pLDMOS器件在Ibmax应力下的热载流子退化机理为沟道区界面态产生和栅极金属场板末端热电子注入氧化层,而Igmax应力下的退化机理为沟道区和漂移区均有界面态产生,且沟道区还有大量的热空穴注入栅氧化层;进而基于退化机理,建立了SOI-pLDMOS器件热载流子退化寿命模型,模型的误差小于2%。⑵提出了一种带有倒置HV-nwell的新型SOI-pLDMOS器件,该器件不仅可以将器件关态击穿电压和开态电流密度分别提升11.3%和10%,还能有效地减小器件的热载流子退化程度,将器件的工作寿命延长25%。⑶揭示了SOI-pLDMOS器件在dv/dt应力下的失效机理为反向恢复电流触发寄生PNP三极管,并建立了SOI-pLDMOS器件的dv/dt应力失效模型,模型误差小于8%;进而提出了一种源端带有高浓度n++注入层的新型SOI-pLDMOS器件结构,该器件可以在不影响常规电学特性的前提下,有效地抑制寄生三极管的触发,将SOI-pLDMOS器件抗击dv/dt冲击能力提升34%。⑷发现了SOI-pLDMOS器件的ESD响应行为曲线没有类似n型高压器件的snapback现象,只分为阻断区、雪崩区和二次击穿区,并研究了器件在不同响应区域的电流路径、碰撞电离率分布及热点转移的内在机理,进而基于响应机理,建立了SOI-pLDMOS器件的ESD响应特性行为模型,模型的误差小于7%。⑸提出了一种带有双高压阱的新型SOI-pLDMOS器件,该器件可以在不增加任何光刻版次的条件下,将器件ESD鲁棒性提升50%,同时还可以将器件关态击穿电压提升13%。⑹基于提出的高可靠SOI-pLDMOS器件,研制了一款SOI基高压显示驱动芯片,该芯片已顺利通过韩国三星、四川长虹等国内外用户的各项可靠性考核,累计获得用户超百万颗的实际应用。
其他文献
目的:  Alzheimers disease(AD)又称老年性痴呆,在老年人群中具有很高的发病率,导致严重健康损害和沉重的家庭社会负担。最新研究认为,脑内Aβ沉积是AD最核心的病理事件,而且,多
在现代军事作战中,目标的精确定位和跟踪对于快速有效地实现对目标的攻击起着至关重要的作用。这其中对于目标距离的实时精确测量是一个重要环节。距离的测量分为主动测距和
华龙一号是我国独立研发的三代核电机组,其主泵是国产化设备,采用“散件运输,现场组装”的安装模式.文章简要介绍了泵的结构,分析梳理了主泵组装过程的中的关键节点及关键路
传统的家庭上网设备一般是ADSL modem,只具有基本的上下行连接功能,无法提供对于需要流量控制的多种不同数据业务的支持,随着家庭网络服务市场的发展,需要家庭网关具有较强的
随着我国的经济在快速的发展,社会在不断的进步,我国的电力电子企业发展十分迅速,电力电子技术在电气工程中的应用有助于促进电气工程持续健康发展.针对电力电子技术在电气工
在经济社会快速发展的过程中,职业教育体制的不断改革,对区域经济与职业教育的联合发展提出更高要求,强调经济发展与职业教育关系最为密切,加强对两者创新发展体系的构建,实
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
电压质量关系到电网的稳定运行以及电力系统的安全,对人们的生活水平也有很大的影响。因此,实时监测电压质量具有很重要的意义,有助于了解电网电压质量的整体水平和现在所存
慕课作为一种正在兴起的大规模网络在线开放学习课程,在所有网络学习平台中,它所具备的开发技术始终在不断向前发展,教育资源也更加丰富多彩.事实上,通过慕课环境下的网络学
中职护理专业健康评估是一门强调实践性的学科,在当前的社会背景下,理论和实践一体化的教学理念也开始在一定程度上得到普及.主要分析中职护理专业下健康评估理实一体化教学