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年月安徽大学学报自然科学版
第卷第期..
功率阈值电压温度系数的优化分析
丁峰,柯导明,陈军宁,叶云飞,刘磊,徐太龙
安徽大学电子科学与技术学院,安徽合肥
摘要:讨论高压阈值电压的温度特性,
结果,可以得到以下结论:通过提高沟道掺杂浓度或减少栅氧化层能够降低阈值电压随温度的变
,从而可以得出功率阈值电压的
温度系数最优化分析.
关键词:功率;阈值电压温度系数;高温
中图分类号:. 文献标识码: 文章编号:———
功率采用双扩散技术,在同一窗口相继进行两次硼磷扩散,从而使得有着工作在
大电流、,同时有着很高的热处理能
力¨.在这种背景下,
,所以首先分析了表面
势与温度的关系,然后给出了长沟道阈值电压与温度的关系,最后是计算结果与试验情况对
比.
高压的表面势温度系数
和普通一样,它的表面势可以由下式一表示
, :±
.× 一
式中的取正号,,故取正号.Ⅳ和分别为沟道掺杂浓度和
本征载流子浓度;是绝对温标;是波尔兹曼常数;是电子电荷;是硅禁带宽度,基本上与温度无
关,
/
—
一吾一寻
解式,得到以。为参考温度的表面势为
: 寺卷. 一
, ,取
,即室温% .当—,即时,—/.对于器件来说在温
度%时沟道就已经基本上消失了,所以—。/ 最大值可以设为,因而得到
⋯百.
收稿日期:——
基金项目:国家自然科学基金资助项目;安徽省自然科学基金资助项目
作者简介:丁峰一,男,安徽巢湖人,安徽大学硕士研究生;
柯导明一,男,安徽安庆人,安徽大学教授,博士生导师;
陈军宁一,男,安徽芜湖人,安徽大学教授,博士生导师.
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第期丁峰,等:功率阈值电压温度系数的优化分析
一个典型的包括平面的表面势一般为.,式如果忽略
—
.
/
其最大误差为%% ,从工程计算的角度去考虑完全可以接受,因此表面势与温
度的关系可以简化为
,,,/· Ⅳ/以:· —。
设表面势的温度系数为尸,,则式表明表面势的温度系数
寺
,是一个与温度无关的常数,式可以简化如下
, , —
。后得到/.×加,由于沟道掺杂浓度低于此
值,所以,为一个负值.
功率的阈值电压温度系数
沿沟道长度方向存在着杂质分布,通常定义杂质的峰值处的阈值电压为的阈值电
压,这样得到的阈值电压是
一。/ /。
口√‘一
式中是栅氧化层电容,是栅氧化层中界面态与固定正电荷, 是金属半导体功函数差, 是衬
底反向偏压,,, , 都认为与温度无
,所以这里也认为