总剂量辐照加固的功率VDMOS器件

采用先形成P-body区再生长栅氧化层的新工艺流程和薄栅氧化层配合Si3N4-SiO2钝化层加固工艺,研制出一种抗总剂量辐照加固功率VDMOS器件。给出了该器件的常态参数和总剂量辐照的实验数据,通过和二维数值仿真比较,表明实验数据和仿真数据能较好吻合。对研制的功率VDMOS器件在X射线模拟源辐照总剂量972×103rad(Si)下,阈值电压仅漂移?1V。结果证明,工艺改善了功率VDMOS器件的抗总剂量辐照能力。

功率VDMOS器件抗SEB/SEGR技术研究进展

针对功率VDMOS器件抗单粒子辐射加固技术在空间辐射环境下的要求,从重粒子对VDMOS器件的辐射机理及作用过程出发,归纳出功率VDMOS器件抗单粒子辐射加固的三类技术:屏蔽技术、复合技术和增强技术。综述了国内外功率VDMOS器件这三类抗单粒子辐射加固技术的研究进展,为半导体器件抗单粒子辐射加固技术研究提供了参考。

评价功率VDMOS器件SEB效应的畸变NPN模型

构建了一个半径为0.05μm的圆柱体,用于模拟单粒子辐射功率VDMOS器件的粒子径迹,且圆柱体内新生电子和新生空穴的数目沿圆柱体的半径方向呈高斯分布。考虑到功率VDMOS器件的SEB效应与寄生NPN具有直接关系,提出了一种畸变NPN模型,并通过合理假设,推导出功率VDMOS器件在单粒子辐射下安全漏源偏置电压的解析式。结果表明,使用解析式计算得到的SEB阈值与TCAD仿真结果吻合较好。该模型可被广泛用于功率VDMOS器件SEB效应的分析和评价,为抗辐射功率VDMOS器件的选型及评价提供了一种简单和廉价的方法。

大气与真空下功率VDMOS散热特性研究

针对功率VDMOS真空下壳温显著升高的问题,对安装叉指形散热器的功率VDMOS进行了三维建模和温度场模拟分析,研究了其在大气与真空环境下的散热模型。真空环境下功率为10 W、散热片面积为278.42 cm2时,VDMOS壳温较大气下升高了89.8℃。找出了VDMOS大气及真空下壳温与工作功率及散热器表面积之间存在的关系,并进行了相应实验,利用公式计算出的器件壳温与实验壳温的最大差值,大气下不超过2℃、真空下不超过3℃,皆未超过5%,该公式可以作为功率VDMOS应用及热设计的参考依据。分析了真空环境下,功率VDMOS壳温显著升高的原因,并提出了改善措施。

用虚拟制造设计低压功率VDMOS

采用虚拟制造方法设计了低压功率VDMOS器件,并对其进行结构参数、物理参数和电性能参数的模拟测试,确定了器件的物理结构。通过对这些参数和电学特性的分析,进一步优化设计,最终获得了满意的设计参数和性能。

低压功率VDMOS的结构设计研究

对功率集成电路中耐压为60V,电流容量为2.5A的VDMOS进行了设计和仿真。在理论计算的基础上,分析了外延参数和单胞尺寸结构的设计优化方法。通过ISETCAD器件仿真软件,得出相关数据和终端结构,进而借助L-edit完成最终版图结构。

功率VDMOS器件的SEB致SEGR效应研究

功率VDMOS器件是航天器电源系统配套的核心元器件之一,在重粒子辐射下会发生单粒子烧毁(SEB)和单粒子栅穿(SEGR)效应,严重影响航天器的在轨安全运行。本文在深入分析其单粒子损伤机制及微观过程的基础上,发现了功率VDMOS器件在重粒子辐射下存在SEBIGR效应,并在TCAD软件和^181Ta粒子辐射试验中进行了验证。引起该效应的物理机制是,重粒子触发寄生三极管,产生瞬时大电流,使得硅晶格温度升高,高温引起栅介质层本征击穿电压降低,继而触发SEGR效应。SEBIGR效应的发现为深入分析功率MOSFET器件的单粒子辐射效应奠定了理论基础。

功率VDMOS器件的研究与发展

简要介绍了垂直双扩散功率场效应晶体管(VDMOS)的研究现状和发展历史。针对功率VDMOS器件击穿电压和导通电阻之间存在的矛盾,重点介绍了几种新型器件结构(包括沟槽栅VDMOS、超结VDMOS、半超结VDMOS)的工作原理和结构特点,以及其在制造工艺中存在的问题。对不同器件结构的优缺点进行了比较分析。对一些新型衍生结构(包括侧面多晶硅栅VDMOS、边氧沟道VDMOS和浮岛VDMOS)的特点进行了分析,叙述了新型SiC材料在VD-MOS器件中应用的最新进展,并指出了存在的问题和未来发展趋势。

功率VDMOS的EMI分析

针对功率VDMOS器件在实际应用中的电磁干扰(EMI)问题,对国内两家公司两款高压VDMOS产品进行应用于LED驱动电源模块的整机EMI测试以及VDMOS样管的动态特性测试,提出了功率VDMOS的EMI噪声优化方案。分析结果表明:适当增大VDMOS的寄生栅电阻R_g,增大VDMOS的输入电容C_(iss)和米勒电容C_(gd)可改善VDMOS器件EMI性能,但这会增加VDMOS器件的开关损耗。因此,在器件设计时需根据实际应用折中考虑。

抗SEB加固功率VDMOS的温度特性研究

仿真研究了300V抗辐射功率VDMOS器件在不同缓冲层浓度、不同LET值下单粒子烧毁(SEB)效应的温度特性。结果表明,SEB的温度特性与LET值相关,LET值较小时(0.1pC/μm),SEB电压呈正温度系数特性;LET值较大时(1pC/μm),SEB电压呈负温度系数特性。重点分析了1pC/μm LET时离化强度大的条件下SEB电压的碰撞电离分布和晶格温度分布,分析发现,功率VDMOS颈区JFET/P阱的pn结是SEB效应薄弱点,这得到了实验结果的验证。本模型计算的结果表明,当LET值大、器件工作温度高时,功率VDMOS器件的单粒子烧毁风险最大。该项研究结果为抗辐射加固功率VDMOS器件的应用提供技术参考。

低压功率VDMOS的设计研究

本文对功率集成电路中耐压为60V,电流容量为2.5A的VDMOS进行了设计和仿真。在理论计算的基础上,分析了外延参数和单胞尺寸结构的设计优化方法。通过应用ISE TCAD器件仿真软件,得出了相关终端结构,进而完成了最终版图结构。

功率VDMOS器件热阻测试

功率VDMOS器件的热阻,是衡量输入功率与工作环境热特性的重要参数,在器件研制和系统设计中占有重要地位。从器件的热模型出发,给出了热阻的测试方法。针对二极管正向压降测试所需要的温度系数,分析了数据处理方法,给出提高温度系数计算精度的途径。结合热电偶测量原理,给出了提高热电偶测量精度的方法。所涉及的热阻测量方法,能够为热阻的高精度测量提供基础。

高压功率VDMOS场效应晶体管版图设计

高压功率VDMOS场效应晶体管在国内尚属开发新产品.本文就高压功率VDMOS场效应晶体管的版图设计考虑作一介绍.实际设计了耐压450伏、电流容量为5安培的VDMOS场效应晶体管版图.试制结果说明设计是可行的.

VDMOS单粒子效应简化电路模型研究

通过在功率VDMOS器件的等效电路模型中引入电阻分析器件的表面电压对其单粒子效应的影响。根据仿真数据,分析颈区宽度、P+注入和反向传输电容等参数对器件的影响,设计了250 V器件并进行辐照试验。仿真结果及试验结果与模型分析的结论一致:辐照条件下,表面电压由电阻分压确定;增加P+注入剂量和减小颈区条宽能够减小电阻,提高器件抗单粒子效应的能力;通过降低颈区浓度减小反向传输电容的方法,无法提高器件的抗SEE能力;颈区条宽增加,器件辐照后漏电增加。

星用功率VDMOS器件SEGR效应研究

对源漏击穿电压为400 V和500 V的N沟功率VDMOS器件进行碘离子单粒子辐照实验,讨论了不同偏置下两种功率器件的SEGR效应。研究结果显示:栅源电压为0 V、漏源电压为击穿电压时,器件未发生单粒子效应,表明两种星用功率器件的抗单粒子效应能力达到技术指标要求。

VDMOS功率场效应器件的设计与研制

VDMOS功率场效应器件是八十年代迅速发展起来的新型功率器件,由于它比双极型功率器件具有许多优良性能:如高输入阻抗、低驱动电流、开关速度快、工作频率高、具有负的电流温度系数、热稳定性好,安全工作区大,没有二次击穿及高度线性的跨导等,已广泛地应用于各种电子设备中,如高速开关电路、开关电源、不间断电源、高功率放大电路、高保真音响电路、射频功放电路、电力转换电路、电机变频调速、电机驱动、固体继电器、控制电路与功率负载之间的接口电路等。

基于衬底材料优化的抗辐射功率器件SEB加固技术

在外延层和衬底之间增加缓冲层能够提高器件的二次击穿电压,从而提高器件的单粒子烧毁(SEB)阈值电压。仿真对比了抗辐射加固纵向扩散金属氧化物场效应管(VDMOS)的单层缓冲层和掺杂线性梯度变化缓冲层的二次击穿特性和电场分布。在掺杂突变的缓冲层/N^(+)衬底界面位置,线性缓冲层的电场为1.7×10^(5)V/cm,单层缓冲层的电场为2.4×10^(5)V/cm。^(181)Ta粒子辐射试验验证了掺杂线性梯度变化缓冲层的SEB阈值电压优于单层缓冲层,线性缓冲层样品的SEB阈值电压大于250 V,单层缓冲层样品的SEB阈值电压为150~200 V。

关于VDMOSFET二次击穿现象的分析和研究

在PDP驱动电路中的高压功率器件大量采用了VDMOS器件,由二次击穿引起的器件损坏不容忽视。本文讨论了双极晶体管和功率晶体管VDMOS二次击穿的现象,着重分析了功率晶体管VDMOS二次击穿的原因,并提出了改善其二次击穿现象的最佳设计参数及最优准则: 基于寄生晶体管基区结深和浓度优化的方法。同时用器件仿真软件MEDICI模拟了各参数对功率晶体管VDNMOS二次击穿的影响,给出了仿真结果。

VDMOSFET二次击穿效应的研究

在 PDP驱动电路中高压功率器件大量采用了 V DMOS器件 ,由二次击穿引起的器件损坏不容忽视。本文讨论了双极晶体管和功率晶体管 VDMOS二次击穿的现象 ,并着重分析了功率晶体管 VDMOS二次击穿的原因 ,提出了改善其二次击穿现象的措施。用器件仿真软件 MEDICI模拟了各参数因素对功率晶体管 VDMOS二次击穿的影响。

低压VDMOS氧化层厚度与特征电阻的优化设计

介绍VDMOS阈值电压的定量计算及氧化层厚度对他的影响,及VDMOS的氧化层厚度与特征电阻RONA的关系,讨论了栅氧化层的厚度对特征电阻的影响并进行了简单计算。此外,讨论了最新的VDMOS结构和制造技术,对器件阈值与特征电阻进行了优化。