文档介绍：第卷第期电子器件. .
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高压的寄生双沟道特性分析及其改进结构
王靖琳,钱钦松,孙伟锋
东南大学国家专用集成电路系统工程技术研究中心,南京
摘要:分析了存存于岛器件中的寄生双沟道效应的产生机理,并提出了改进型的新结构。该结构有效地
抑制了器件的寄生双沟道效应,不但显著提高了器件的击穿电压,同时还改善了器件可靠性。借助二维器件仿
真分析了器件耐压与电场分布和器件结构的关系。模拟结果表明,该结构使器件耐压由传统结构的提高到,突
破了传统器件的耐压值,明显地改善了器件特性。
关键词:;寄生效应;双沟道;击穿电压
中图分类号:. 文献标识码: 文章编号:—
而使器件能承受的最大电压降低。
因其理想的开关特性和较高的击穿电压,被广泛地目前多数的研究都关注于对管特性的分
应用于功率集成电路中,而基于最近的析,对管的研究文献较少。但是相对于同质外
绝缘体上硅工艺技术,由于其完整延上的管,管表现出更多的寄生效应。由
的介质隔离,较高的跨导和电流驱动能力,无闩锁效于管在源端加高电压,使衬底电位升高,很可能
应,较小的源漏寄生电容,使在智能功产生由于源漏穿通引起的击穿,这也是在管中
率集成电路中得到了广泛的应用。但是尽管不会产生的一种现象,因此对管的研究是十分
技术在功率器件的应用中存在着一定的优势, 必要的。本文解释了一种存在于高压
功率器件却有着一个明显的缺点,即较低的击穿电中的寄生双沟道效应,这种寄生效应导致器
压。这个问题一方面是由于隐埋氧化层引起的自热件的击穿电压降低,并使器件的可靠性严重恶化,
效应导致器件特性退化引起的,另一个更主要的原限制了器件电学特性。为了抑制这种寄生双沟道
因是由于隐埋氧化层的存在阻止了垂直耗尽区向衬效应,提高管的击穿电压,本文提出了一种
底扩展,导致器件表面电力线非均匀分布,从抑制管双沟道效应的新结构。通过专业半导体
收稿日期:——
作者简介:王靖琳一,女,硕士研究生,主要从事功率集成电路器件研究,..;
孙伟锋一,男,副教授,任职于东南大学国家中心,主要从事功率器件与功率集成电路的研究
电子器件第卷
器件二维仿真软件,对其电场分布,击穿快就会发生穿通。源端寄生晶体管的穿通过程与漏
特性等进行模拟,实验结果表明新结构对器件横端的相似,但因为只有一个结反偏,故穿通的发生要
向耐压和纵向耐压都有很大的改善,从而提高了晚于漏端。当源漏端寄生双极型晶体管均穿通时,
器件的击穿特性和可靠性。源漏电流通过漏端下的穿通寄生晶体管,埋沟和源
图为传统高压结构的纵向剖端的穿通晶体管导通,致使器件失效,也就是
面图,为外延,其中硅层厚度.,厚度管的寄生双沟道效应。此时器件的击穿机理是源漏
./,漂移区长度,结深为./,沟道实间的穿通,而不是由某处电场峰值引起的雪崩击穿。
际有效长度为。场氧厚度为,多晶硅管的这种寄生双沟道效应使器件的衬底电流
场极板的长度为.。增大,击穿电压降低,热效应明显增大,恶化了器件
的可靠性。
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