VDMOSATLAS仿真課件(PPT 43頁(yè))

1、微電子設(shè)計(jì)大賽采用JTE終端結(jié)構(gòu) VDMOS的ATLAS仿真第1頁(yè)，共43頁(yè)。內(nèi)容第一部分：MOSFET介紹第二部分：VDMOS主要參數(shù)第三部分：VDMOS工藝流程第四部分：VDMOS仿真流程第2頁(yè)，共43頁(yè)。第一部分：MOSFET介紹 MOSFET：Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor 即金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管第3頁(yè)，共43頁(yè)。 MOSFET的分類：VDMOSP溝道增強(qiáng)型P溝道耗盡型N溝道增強(qiáng)型N溝道耗盡型第4頁(yè)，共43頁(yè)。 MOSFET主要工作原理（以N溝道增強(qiáng)型為例）： 襯底材料為P型硅，源區(qū)和漏區(qū)均為N+區(qū)。在柵極電壓

2、為零時(shí)，由于氧化層中正電荷的作用使半導(dǎo)體表面耗盡但未形成導(dǎo)電溝道。當(dāng)在柵極加上正電壓是，表面有耗盡層變?yōu)榉葱蛯?，?dāng)Vgs=Vt（閾值電壓）表面發(fā)生強(qiáng)反型，即形成n型溝道，則此時(shí)加在柵極上的電壓Vt即為MOS管的開(kāi)啟電壓。在此時(shí)，如果在漏源之間加正電壓，電子就能夠從源極流向漏極，形成漏極向源極的電流。第5頁(yè)，共43頁(yè)。 MOSFET的特點(diǎn)： 雙邊對(duì)稱：電學(xué)性質(zhì)上，源漏極可以互換（VDMOS不可以） 單極性：參與導(dǎo)電的只有一種載流子，雙極器件是兩種載流子導(dǎo)電。 高輸入阻抗：由于存在柵氧化層，在柵和其它端點(diǎn)之間不存在直流通路，輸入阻抗非常高。電壓控制：MOS場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制器件，雙極功率器件是電流

3、控制器件。驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單。自隔離：MOS管具有很高的封裝密度，因?yàn)镸OS晶體管之間能夠自動(dòng)隔離。能廣泛用于并聯(lián)。其它：溫度穩(wěn)定性好第6頁(yè)，共43頁(yè)。 功率器件的特征：低中等高開(kāi)關(guān)損失快中等慢開(kāi)關(guān)速度高低低開(kāi)態(tài)電阻簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單復(fù)雜控制電流低低高控制電壓電壓電壓電流輸入控制參數(shù)符號(hào)VDMOSIGBT晶體管項(xiàng) 目第7頁(yè)，共43頁(yè)。 功率器件的特征：第8頁(yè)，共43頁(yè)。 功率MOSFET的主要類型： VDMOS（垂直雙擴(kuò)散MOS） VVMOS（垂直V型槽MOS） UMOS（U型槽MOS） 其它如cool MOS等第9頁(yè)，共43頁(yè)。 功率MOSFET的主要類型： VDMOS是大量重要特征結(jié)合的產(chǎn)物，包括垂直幾何結(jié)構(gòu)

4、、雙擴(kuò)散工藝、多晶硅柵結(jié)構(gòu)和單胞結(jié)構(gòu)等。第10頁(yè)，共43頁(yè)。第二部分：VDMOS主要參數(shù) VDMOS主要參數(shù)：第11頁(yè)，共43頁(yè)。 VDMOS主要參數(shù)：第12頁(yè)，共43頁(yè)。第13頁(yè)，共43頁(yè)。 VDMOS主要參數(shù)（靜態(tài)參數(shù)）：BVdss: 漏源擊穿電壓 (與三極管的cb電壓相似)Id: 連續(xù)漏極電流Rds（on）：通態(tài)電阻，器件導(dǎo)通時(shí)，給定電流時(shí)的漏源電阻gfs：跨導(dǎo)，漏極電流隨柵源電壓變化的比值（單位：S西門子）Vgs(th)：閾值電壓，多晶下面的溝道出現(xiàn)強(qiáng)反型層并且在源極和 漏極之間形成導(dǎo)電溝道時(shí)的柵源電壓第14頁(yè)，共43頁(yè)。 VDMOS主要參數(shù)（開(kāi)關(guān)參數(shù)）：開(kāi)關(guān)參數(shù)Td(on)：開(kāi)啟延遲

5、時(shí)間Tr：上升時(shí)間Tf：下降時(shí)間Td(off)：關(guān)閉延遲時(shí)間Qg：柵極電荷Ton：開(kāi)通時(shí)間Toff：關(guān)斷時(shí)間第15頁(yè)，共43頁(yè)。 VDMOS主要參數(shù)（原理圖）：第16頁(yè)，共43頁(yè)。Ciss: 輸入電容（Cgs+Cgd）Coss:輸出電容（Cgd+Cds）Crss：反向傳輸電容（Cgd） VDMOS主要參數(shù)（動(dòng)態(tài)參數(shù)）：第17頁(yè)，共43頁(yè)。 VDMOS主要?jiǎng)討B(tài)參數(shù)（原理圖）：第18頁(yè)，共43頁(yè)。第三部分：VDMOS產(chǎn)品工藝流程制造流程芯片制造封裝外延片制造管芯制造第19頁(yè)，共43頁(yè)。第20頁(yè)，共43頁(yè)。管芯制造：分壓環(huán)制作柵氧制備P-注入P+注入P阱推結(jié)N+注入PSG淀積接觸孔制備正面電極制備背

6、面電極制備中測(cè)裂片表面鈍化第21頁(yè)，共43頁(yè)。場(chǎng)氧化J-FET注入環(huán)光刻分壓環(huán)制備第22頁(yè)，共43頁(yè)。多晶淀積多晶激活柵氧制造和P-注入：柵氧P-注入去膠多晶光刻第23頁(yè)，共43頁(yè)。P+注入去膠P+注入和阱推結(jié)：P+光刻P阱推結(jié)第24頁(yè)，共43頁(yè)。N+注入去膠N+注入：N+光刻第25頁(yè)，共43頁(yè)。PSG回流接觸孔制備：PSG淀積接觸孔光刻第26頁(yè)，共43頁(yè)。金屬光刻正面電極制備：金屬淀積合金第27頁(yè)，共43頁(yè)。鈍化層光刻表面鈍化：Si3N4淀積第28頁(yè)，共43頁(yè)。背面蒸發(fā)背面金屬制備：背面減薄第29頁(yè)，共43頁(yè)。劃片中測(cè)和劃片：中測(cè)第30頁(yè)，共43頁(yè)。第四部分：VDMOS仿真流程第31頁(yè)，共43頁(yè)。第32頁(yè)，共43頁(yè)。第33頁(yè)，共43頁(yè)。第34頁(yè)