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SOI高压器件场控体电场降低REBULF理论与新结构
  • 项目名称:SOI高压器件场控体电场降低REBULF理论与新结构
  • 项目类别:青年科学基金项目
  • 批准号:60906038
  • 申请代码:F040403
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2010-01-01-2012-12-31
  • 项目负责人:乔明
  • 负责人职称:副教授
  • 依托单位:电子科技大学
  • 批准年度:2009
中文摘要:

在功率微电子领域,提出SOI高压器件的体内场优化理论-体电场降低 (REduced BUlk Field,REBULF)理论,对其基础理论和技术进行创新性研究,提供解决关键问题的科学方法。研究有两项创新1. 提出SOI高压器件的体电场降低 REBULF理论,突破传统SOI横向器件纵向耐压的理论极限。基于SOI的背栅场控效应,使得SOI器件体内场重新分配,降低SOI横向高压器件体内漏端电场,提高体内源端电场,从而实现器件体场分布的最优化;2. REBULF高压器件集成技术。它包含工艺、版图、器件物理模型和电路级宏模型等多层次模型,REBULF高压器件的隔离技术、兼容技术和高压互连技术。利用此基础技术,进行3D REBULF等新结构超高压SOI器件的研究,为1000V级SOI高压集成电路的实现奠定基础。本研究系与国际水平同步的应用基础性和超前性研究,意义重大。

结论摘要:

SOI高压集成电路由于具有高速、低功耗、高集成度、抗辐照、极小的寄生效应以及良好的隔离等特点,在工业自动化、汽车电子、消费电子、武器装备、航空航天等领域都有着极为广泛的应用前景。作为SOI 高压集成电路的核心器件,SOI横向高压器件的击穿电压主要受到埋氧层厚度的限制,除非使用较厚的埋氧层,一般很难实现超过700V的击穿电压。因此,纵向耐压已成为SOI高压器件及电路在智能功率领域(>700V)应用的瓶颈。本项目在功率微电子领域,提出SOI 高压器件的体内场优化理论-体电场降低REBULF (REduced BUlk Field)理论,建立SOI REBULF 高压器件集成技术,对厚层和薄层SOI REBULF高压器件集成技术进行了设计与实现,提供解决纵向耐压瓶颈问题的科学方法,为超高压SOI集成电路的研制奠定基础。研究有两项创新1. 提出SOI 高压器件的体电场降低 REBULF 理论,含SOI高压器件场控体电场降低REBULF模型和基于介质场增强的REBULF耐压模型。基于SOI 的背栅场控效应,使得SOI 器件体内场重新分配,降低SOI 横向高压器件体内漏端电场,提高体内源端电场,从而实现器件体场分布的最优化,突破传统SOI 横向器件纵向耐压的理论极限;2. SOI REBULF 高压器件集成技术。它包含工艺、版图、器件物理模型和电路级宏模型等多层次模型,SOI REBULF 高压器件的隔离技术、兼容技术和高压互连技术。利用此基础技术,进行了厚层和薄层SOI REBULF高压器件集成技术的研究,并进行了SOI REBULF器件和电路的实验验证,为1000V 级超高压SOI集成电路的实现奠定基础。在本项目的支持下,已申请美国专利1项,中国发明专利19项,获授权中国发明专利8项,在IEEE Electron Device Letters等发表SCI收录论文9篇、EI收录论文18篇,并在IEEE国际会议上做特邀报告1次,分组报告4次。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 16
  • 7
  • 20
  • 0
  • 0
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