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VDMOS器件以其高耐压、低导通电阻等特性常用于功率集成系统中。功率集成系统在核辐照和空间辐照环境中的大量应用,对VDMOS器件辐照效应及抗辐照技术的研究具有非常重要的意义。本文对VDMOS器件的终端结构和其辐照特性进行了详细的研究。具体内容如下:
1)本文总结了几十年来VDMOS器件的发展状况。对影响器件击穿电压的各种因素进行了详细分析,并对VDMOS器件的各种终端结构进行了详细的介绍分析。同时分析了辐照对场限环终端结构的影响。
2)对VDMOS器件中广泛使用的场限环技术进行了详细的分析,对场限环设计涉及的主要因素环宽、环间距等做了简单分析,分别对IOOV及600V器件进行了场限环优化设计。
对100V器件的优化,采用分布穷举法,实际就是从最外侧开始逐渐增加场限环的数量,每增加一个场限环都反复运用穷举法确定场限环的位置,这种设计方法计算简单、准确,缺点需耗费大量的时间,工作量较大。对600V器件,采用新的设计方法—双曲线法,即采用一个单环结构的模拟结果,做出一条击穿电压—环间距曲线,从此曲线可得出我们所需的最优化环间距及所需的环的个数。采用这种方法作者模拟了600V器件的场限环的全结构图,与曲线得出的数值基本一致。通过对单场环及击穿时电场的分析,可验证模拟结果的正确性。采用这种方法,计算不复杂,但耗费时间较短,大大提高了工作效率。
3)总结了几十年来VDMOS辐照机理和辐照加固方面的研究成果,对VDMOS器件总剂量辐照加固技术进行了详细的阐述。分析了总剂量效应在场氧化层中引入氧化物陷阱电荷及界面态电荷对场限环终端结构的影响,模拟了界面电荷对场限环结构的影响,为VDMOS器件抗总剂量终端结构提供了设计方案。