《新型低k介質埋層SOI功率器件耐壓理論與新結構》是依託電子科技大學,由羅小蓉擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：新型低k介質埋層SOI功率器件耐壓理論與新結構
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：羅小蓉
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
迄今，SOI功率器件均以SiO2為介質埋層，其低縱向耐壓限制了套用；同時，已有耐壓模型僅針對等厚埋氧層SOI器件；且無統一理論指導SOI高壓器件縱向耐壓設計。為此，項目進行如下創新研究：1.提出SOI高壓器件介質場增強理論，獲得其統一解析式和提高耐壓的方法。該理論可對國際SOI高壓器件的縱向耐壓機理統一化，是設計SOI器件縱向耐壓的普適理論；2.提出新型低k介質埋層SOI高壓器件新結構。首次將低k且高臨界擊穿電場的介質引入SOI的埋層或部分埋層，利用低k介質增強埋層電場、變k介質對漂移區和埋層電場的調製作用使埋層電場從75-90V/μm提高到150-200V/μm，器件耐壓提高50％；3. 建立耐壓解析模型。模型首次考慮變k埋層對器件電場和耐壓的影響。這是SOI高壓技術發展的新方向。項目擬實驗探索用作SOI埋層的、與Si CMOS工藝兼容的低k介質。項目的基礎性和創新性工作有重要意義。
結題摘要
提出SOI高壓器件介質場增強技術及其統一解析式，給出了三種增強介質埋層電場的方法，該技術可對國際上典型SOI橫向高壓器件的耐壓技術統一化；提出了低k型介質埋層SOI高壓器件新結構，建立變k介質埋層SOI高壓器件耐壓解析模型和RESURF判據，該模型和判據可用於變介質（含變K值和變厚度）埋層以及均勻介質埋層SOI器件，是SOI器件的統一耐壓模型。仿真結果證實了解析模型的正確性。 提出的低k型介質埋層SOI高壓器件新結構包括：具有埋P層的變k PSOI（VLKD BPSOI）、低k PSOI（LK PSOI）和變k介質埋層SOI（Vk SOI）高壓器件新結構。仿真表明，相對於常規PSOI結構, VLKD BPSOI的耐壓提高了34.5%，比導通電阻降低了26.6%；在tI=1μm時；LK PSOI器件的耐壓比常規SOI結構提高了134%，最高溫度比常規低k SOI器件降低了135K；而在Vk SOI結構中，當漏端下方埋層為k1＝2的低k介質時，擊穿電壓相對於常規SOI結構提高了64.5%，最高溫度降低了41K。 實驗探索了適用於SOI材料的低k介質，實驗研究了與Si工藝兼容的低k介質SiOCF，其相對介電常數k為3.2。
