《高耐壓橫向SJ器件等效襯底模型與新結構研究》是依託電子科技大學,由李澤宏擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高耐壓橫向SJ器件等效襯底模型與新結構研究
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李澤宏
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對現存疑義提出高壓橫向SJ器件等效襯底（ES）概念，揭示其機理和襯底輔助耗盡（SAD）效應本質，突破橫向器件耐壓矽極限。含三個創新點：1、提出橫向SJ器件等效襯底（ES）模型。基於SJ和ES層場互作用機理，求解三維泊松方程，導出包含ES的SJ器件三維電場分布。揭示SAD的本質系ES場對SJ場的調製，消除途徑是產生附加補償場，從而獲得最佳化ES條件；2、提出滿足ES條件的無SAD效應器件新結構即電荷補償層（CCL）結構，突破現有橫向SJ耐壓值，導出任意濃度分布下電場的Green函式解，進行實驗研究；3、建立橫向SJ器件矽極限理論。採用耐壓歸一化思想，發現漂移區摻雜濃度隨N、P區寬長比減小而增加，獲得普適設計公式。該理論用於縱向SJ器件，突破經典耐壓比導1.33次方關係。本研究系與國際水平同步的套用基礎性和超前性研究，意義重大。
結題摘要
橫向SJ器件打破常規器件“矽極限”，實現器件耐壓與比導通電阻折中，是功率器件與積體電路領域中極具發展潛力的重要器件。橫向SJ器件耐壓的瓶頸是SAD效應的作用。因此本項目的研究在於揭示橫向SJ耐壓機理和SAD效應物理本質，為實現無SAD效應的新器件結構作理論依據。本研究建立了橫向SJ器件等效襯底（ES）概念，提出橫向SJ器件的ES模型。ES概念就是將耗盡P型襯底與電荷補償層（CCL）看成一個整體ES進行研究。而ES模型就是研究包括CCL層在內的ES層電場與SJ電場相互作用，即是三維場相互作用模型或簡稱場補償模型。藉助泰勒級數與傅立葉級數展開方法求解三維泊松方程，分析橫向SJ和ES電場相互作用機理，發現SAD效應的本質系ES場對SJ場的調製，消除SAD效應的途徑是增加附加補償場。本研究提出了具有最佳化電荷補償層（CCL）橫向SJ器件新結構，突破現有SJ器件耐壓值並進行了實驗研究。根據電荷補償原理，藉助Green函式 獲得補償層場，用誤差調整函式計算其摻雜濃度，並求解擴散方程獲得其雜質濃度分布。作者提出的T-SJ LDMOS器件新結構，經過流片實驗實現了977V的高VB，且Ron,sp比“矽極限”低18.1％的優異性能。仿真結果還證實了所提出的器件可以達到超過1000 V的VB。本研究還建立了橫向SJ器件“矽極限”理論，基於耐壓歸一化思想，獲得橫向SJ普適設計公式，該公式突破現有經典耐壓比導的1.32次方關係，為該類器件的發展提供了理論和技術基礎。本研究發表相關學術論文11篇，其中SCI收錄8篇，包括IEEE頂級期刊T-PE 1篇，IEEE T-ED和IEEE E.D.L. 7篇，EI論文2篇，申請中國發明專利16項，獲得四川省科技進步一等獎1項。
