TrenchCoolMOS终端结结构设计和实现

论文摘要

随着现代功率集成电路的发展,对功率器件的性能提出了更高要求。希望此类功率器件具有较高的击穿电压能力、低的导通电阻、高的工作频率、低自热效应以及较好的器件隔离性。本文介绍的Trench CoolMOS器件就是一种能够有效降低产品导通电阻,并且具有较大电流处理能力的功率器件。而且Trench CoolMOS大大简化了普通CoolMOS的制造流程,降低了制造成本。本文的主要研究内容: 1研究Trench CoolMOS在工艺上实现方法。通过Trench工艺来生成PN复合缓冲层,代替原来CoolMOS工艺通过多次生长外延来实现PN复合缓冲层。可以明显简化制造工艺,降低制造成本。2研究不同Trench CoolMOS的终端结结构(Termination),对器件的击穿电压的影响。Trench CoolMOS的终端结结构对击穿电压是有影响的。因此,本文从工艺上改变终端结结构,如从图形设计的角度上:改变沟槽(Trench)宽度和沟槽的间距,可以获得不同的击穿电压;从工艺制造的角度上,改变沟槽的深度,或者改变沟槽的填充介质等方法,也会得到不同的击穿电压。通过研究,得到这些参数与击穿电压的关系,最终得到560V以上击穿电压的器件。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 功率半导体器件概述
• 1.2 国际功率半导体分立器件市场需求情况以及工艺能力
• 1.3 国内功率半导体分立器件市场需求及生产情况
• 1.4 课题的提出
• 第二章 COOLMOS 介绍
• 2.1 功率MOSFET
• 2.2 COOLMOS 理论的提出及其基本原理
• 2.3 COOLMOS 理论介绍
• 2.4 COOLMOS 在应用中的缺点与改善
• 2.5 COOLMOS 工艺流程
• 2.5.1 目前CoolMOS 工艺流程
• 2.5.2 制作复合缓冲层光刻对准问题的研究
• 2.6 TRENCH COOLMOS 工艺流程
• 2.7 终端结设计
• 2.7.1 FP 技术
• 2.7.2 FLR 技术
• 2.8 本章小结
• 第三章 工艺仿真
• 3.1 TRENCH COOLMOS 器件CELL 结构仿真
• 3.2 不同沟槽深度的仿真结果
• 3.3 终端结与单元结构间不同距离的仿真结果
• 3.4 不同终端结宽度的仿真结果
• 3.5 本章小结
• 第四章 工艺实现
• 4.1 深沟槽刻蚀工艺
• 4.1.1 刻蚀工艺介绍
• 4.1.2 反应离子刻蚀
• 4.1.3 反应离子刻蚀进行深沟槽刻蚀的实验
• 4.2 杂质扩散
• 4.3 介质填充
• 4.3.1 多晶填充
• 4.3.2 氧化硅填充
• 4.4 实验结果与分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 本文总结
• 5.2 后续工作
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
• 附件