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阶梯氧化层新型折叠硅横向双扩散功率器件
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN303[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]西安电子科技大学微电子学院,宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室,西安710071
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(批准号:2014CB339900,2015CB351906)、国家自然科学基金重点项目(批准号:61234006,61334002)资助的课题.
中文摘要:

为了设计功率集成电路所需的低功耗横向功率器件,提出了一种具有阶梯氧化层折叠硅横向双扩散金属.氧化物一半导体(stepoxidefoldingLDMOS,SOFLDMOS)新结构.这种结构将阶梯氧化层覆盖在具有周期分布的折叠硅表面,利用阶梯氧化层的电场调制效应,通过在表面电场分布中引入新的电场峰而使表面电场分布均匀,提高了器件的耐压范围,解决了文献提出的折叠积累型横向双扩散金属一氧化物一半导体器件击穿电压受限的问题.通过三维仿真软件ISE分析获得,SOFLDMOS结构打破了硅的极限关系,充分利用了电场调制效应、多数载流子积累和硅表面导电区倍增效应,漏极饱和电流比一般LDMOS提高3.4倍左右,可以在62V左右的反向击穿电压条件下,获得0.74mΩ·cm^2超低的比导通电阻,远低于传统LDMOS相同击穿电压下2.0mΩ·cm^2比导通电阻,为实现低压功率集成电路对低功耗横向功率器件的要求提供了一种可选的方案.

英文摘要:

In order to design the power devices with the low loss required for the power integrated circuits (PIC), a new folded silicon LDMOS with the folding step oxide layer (SOFLDMOS) is proposed in this paper for the first time. In this structure, the step oxide layer is covered on the folded silicon surface with a periodic distribution. The surface electric field is optimized to be uniform by introducing a new electric field peak due to the electric field modulation effect by the step oxide layer. The breakdown voltage is improved to solve the breakdown voltage limitation problem in FALDMOS. Obtained in virtue of the ISE simulation are the results that the silicon limit is broken by applying the effects of the electric field modulation, accumulation of majority carriers, and conductive silicon region multiplier in the proposed SOFLDMOS. The saturation current of the drain electron is increased by about 3.4 times compared with that of the conventional LDMOS. When the breakdown voltage is 62 V, an ultra-low specific on-resistance of 0.74 Ω·cm^2 is obtained, which is far less than 2.0 Ω·cm^2 in the conventional LDMOS with the same breakdown voltage. The low loss requirements is achieved for the PIC with the low voltage region by the proposed SOFLDMOS.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876