功率半导体器件(LDMOSVDMOS)详解.pdf

东南大学国家专用集成电路系统工程技术研究中心 PIC器件组 关于功率 MOSFET（VDMOS LDMOS）的报告 时间日期：2009.11.12 报告完成人：祝 靖 1．报告概况与思路 报告目的：让研一新同学从广度认识功率器件、了解功率器件的工作原理，起到一个启蒙的作用，重 点在“面”，更深层次的知识需要自己完善充实。 报告内容：1）从耐压结构入手，说明耐压原理； 2）从普通 MOS 结构到功率 MOS 结构的发展；（功率 MOS 其实就是普通 MOS 结构和耐 压结构的结合）； 3）纵向功率 MOS（VDMOS）的工作原理； 4）横向功率 MOS（LDMOS）??工作原理； 5）功率 MOSFET 中的其它关键内容；（LDMOS 和 VDMOS 共有的，如输出特性曲线） 报告方式：口头兼顾板书，点到即止，如遇到问题、疑惑之处或感兴趣的地方，可以随时打断提问。 2．耐压结构（硅半导体材料） 目前在我们的研究学习中涉及到的常见耐压结构主要有两种：①反向 PN 结 ②超结结构(包括 RESURF 结构)； 2.1 反向 PN 结（以突变结为例） 图 2.1 所示的是普通 PN 结的耐压原理示意图，当这个 PN 结工作在一定的反向电压下，在 PN 结内部 就会产生耗尽层，P 区一侧失去空穴会剩下固定不动的负电中心，N 区一侧会失去电子留下固定不动的正 电中心，并且正电中心所带的总电量＝负电中心所带的总电量，如图 2.1a 所示，A 区就是所谓耗尽区。 图 2.1b 所示的是耗尽区中的电场分布情况（需熟悉了解），耗尽区以外的电场强度为零，Em 称为峰 值电场长度（它的位置在 PN 结交界处，原因可以从高斯原理说明），阴影部分的面积就是此时所加在 PN 结两端的电压大小。从以上的分析我们可以称这个结构的耐压部分为 P 区和 N 区共同耐压。图 2.2 所示的 是 P+N 结的情况，耐压原理和图 1 中的相同，但是在这种情况中我们常说 N 负区是耐压区域(常说的漂移 区)，耐压大小由 N 区的浓度决定。 A P N 0U (a) |E| |Em| U 0 (b) 图 2.1 普通 PN 结耐压示意图（N 浓度＝P 浓度） 图 2.2 P＋N 结耐压示意图（N 浓度P 浓度） 图 2.3 所示的是反向电压变化情况下的耗尽层内部的电场强度的变化情况，随着 N 一侧