trenchmos器件的设计与研究(附件)【字数：8887】
摘 要Trench MOS是电力电子技术发展起来的新一代功率半导体器件，因其具有高耐压、大电流、低导通电阻、开关速度快等方面的优势，有着广阔的应用市场。本文首先介绍了Trench MOS的发展、应用以及前景，分析了Trench MOS工作原理及结构，研究了Trench MOS的电学特性。然后利用TSUPREM4 & MEDICI仿真工具设计了150V Trench MOS器件，分析了不同外延层浓度对Trench MOS击穿电压的影响。最后设计了终端结构，利用场限环技术，达到了抗150V击穿电压的目的。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2研究现状 1
1.3主要工作内容 3
第二章 Trench MOS结构与工作原理 4
2.1 Trench MOS的基本结构 4
2.2 Trench MOS的工作原理 5
2.3 Trench MOS的工艺流程 7
2.4 仿真软件TSUPREM4和MEDICI的介绍 8
第三章 Trench MOS器件设计和仿真分析 9
3.1设计方案 9
3.2器件仿真 9
3.3器件仿真结果分析 10
第四章 终端结构的分析 15
结束语 17
致 谢 18
参考文献 19
附录A 20
附录B 23
附录C 25
第一章 绪论
1.1研究背景
在科技日新月异的今天，半导体技术飞速的发展，电能在人们的日常生活中不可缺少，而电力电子设备在电能基础上发展起来，广泛的应用在每个不同的行业，跟人们的生活息息相关。此中，功率半导体器件发挥着不可估量的作用。
1952年第一个功率半导体整流器被研制出，是经由R.H.Hall之手，从此开辟了半导体发展之路，它的出现对社会有着非凡的意义，后来晶闸管、功率双极型晶体管相继出现。伴随着科技的脚步，功率半导体器件也需要不停的更新换代才能满足实际生产上的需要。功率MOS器件比功率双极型晶体管有更多的市场空间，那是由于它在高频方面专有的优势 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
，所以在功率半导体器件中它脱颖而出。在功率 MOS 器件的发展途中，它其实保留了一些 MOSFET 本身的长处，锦上添花的是它增加了器件的工作功率和频率。普通的 MOSFET 存在很多严重的问题，例如耐压值不够高和导通电流之间的问题。但是也正是因为这些存在的问题使得它们有了更快的发展。
功率半导体器件又可以称之为电力电子器件，如今人们的生活已然离不开它，它是社会进步的垫脚石，促进了国家的建设和发展。
它是构成电力电子变换装置的核心器件。电源中取出需要的电能后，将之分布在每个部件之中，再以一些可控方式去释放到负载中。早之前的功率器件并没有太多的利用空间，那时候国内技术并未成熟，双极性半导体器件独领风骚，而大功率的达林顿晶体管和晶闸管是那个时代的标志。随着人们对器件的要求越来越高，半导体技术的发展和制造技术也要不断的更新换代，这时多数载流子控制的器件出现在人们的眼中，电压控制型器件的出现意味着人们在此领域又有了突破性发展，电压控制型器件即为场控功率器件，它是一种新型的功率器件，此器件拥有更好的性能，由于它比双极型功率器件拥有更出众的性能，所以在多种电子设备中都得到广泛的运用。Trench MOS是在VDMOS基础之上发展出来的一种新型半导体器件，虽说结构相似，但Trench MOS比它拥有更好的前景。但是因为Trench MOS的沟道是垂直沟道，是一种特殊沟道，所以它的沟道密度能够得到改善，芯片尺寸也会相应变小。
1.2研究现状
因为Trench MOS出众的性能，它逐步运用到市场之中，栅电容逐渐成为人们关注的又一个焦点。栅电容与单胞密度密不可分，它与密度成正比关系，所以它和器件的特征导通电阻往往是矛盾的。接着，许多研究就集中在Rdlon上，Trench MOS的性能又是飞速的发展，欧洲那边的Philips半导体公司在不断的改善下推出了第三代Trench MOS（深槽MOS）工艺技术,这项技术将电路单元的尺寸进一步变小。德国BMW公司在汽车电子的MYTMOS结构上作出另外一种创新，在性能方面比以往的Trench MOS至少提高了50倍。Trench MOS紧跟时代的步伐，人们对它有了更高的期待。随着多种技术的引入，Trench MOS在150V的时候表现出色，甚至在更高的电压之下也拥有不错的性能。
近年来，国内在Trench MOS的研究上也取得了不错的进展，但是与国外相比依然不够，许多技术还需要改进，随着社会需求的不断变更。研究和制作Trench MOS也是迫在眉睫，国家建设已经和科技共同存亡。
Trench MOS相比其他MOS管具有更多优势，近年来国外很多教授在此领域都有了突破性的进展。因为Trench MOS在高压、大电流、低导通电阻这些方面上都有着很好的表现，所以人们对它的使用也越来越多，许多公司在器件结构和相应工艺方法这些方面都会进一步去研究，他们使Trench MOS的工艺流程变得更加简易，制造成本降低。前不久日本的ROHM公司便推出了一款新型的产品，他们利用Trench MOS技术可以工作在基于其他半导体材料的功率MOS器件的原理上，采用了trench结构外加p型屏蔽保护。将其正向导通击穿电压综合指标达到目前工业的最高水平，提高了器件的性能。
Trench MOS适用于工业界大规模生产，各行各业都有相应的应用，就像ferplds公司就有许多产品是基于Trench MOS，产品耐压包括45V、60V、80V、110V。maxsiko的Trench MOS产品BD75762，他的耐压是55V，开态特征电阻是3.9raft．era2(VGS=10V)。在兼容，二氧化硅的反应能力上其实还有许多隐性问题，目前国内外都没有方法能够完美的解决，所以我们还需要进一步的研究。而当前我们研究的重点应该是完善器件结构并在工艺流程上进行简化，避免不必要的损失，从而提高稳定性，降低成本。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2研究现状 1
1.3主要工作内容 3
第二章 Trench MOS结构与工作原理 4
2.1 Trench MOS的基本结构 4
2.2 Trench MOS的工作原理 5
2.3 Trench MOS的工艺流程 7
2.4 仿真软件TSUPREM4和MEDICI的介绍 8
第三章 Trench MOS器件设计和仿真分析 9
3.1设计方案 9
3.2器件仿真 9
3.3器件仿真结果分析 10
第四章 终端结构的分析 15
结束语 17
致 谢 18
参考文献 19
附录A 20
附录B 23
附录C 25
第一章 绪论
1.1研究背景
在科技日新月异的今天，半导体技术飞速的发展，电能在人们的日常生活中不可缺少，而电力电子设备在电能基础上发展起来，广泛的应用在每个不同的行业，跟人们的生活息息相关。此中，功率半导体器件发挥着不可估量的作用。
1952年第一个功率半导体整流器被研制出，是经由R.H.Hall之手，从此开辟了半导体发展之路，它的出现对社会有着非凡的意义，后来晶闸管、功率双极型晶体管相继出现。伴随着科技的脚步，功率半导体器件也需要不停的更新换代才能满足实际生产上的需要。功率MOS器件比功率双极型晶体管有更多的市场空间，那是由于它在高频方面专有的优势 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
，所以在功率半导体器件中它脱颖而出。在功率 MOS 器件的发展途中，它其实保留了一些 MOSFET 本身的长处，锦上添花的是它增加了器件的工作功率和频率。普通的 MOSFET 存在很多严重的问题，例如耐压值不够高和导通电流之间的问题。但是也正是因为这些存在的问题使得它们有了更快的发展。
功率半导体器件又可以称之为电力电子器件，如今人们的生活已然离不开它，它是社会进步的垫脚石，促进了国家的建设和发展。
它是构成电力电子变换装置的核心器件。电源中取出需要的电能后，将之分布在每个部件之中，再以一些可控方式去释放到负载中。早之前的功率器件并没有太多的利用空间，那时候国内技术并未成熟，双极性半导体器件独领风骚，而大功率的达林顿晶体管和晶闸管是那个时代的标志。随着人们对器件的要求越来越高，半导体技术的发展和制造技术也要不断的更新换代，这时多数载流子控制的器件出现在人们的眼中，电压控制型器件的出现意味着人们在此领域又有了突破性发展，电压控制型器件即为场控功率器件，它是一种新型的功率器件，此器件拥有更好的性能，由于它比双极型功率器件拥有更出众的性能，所以在多种电子设备中都得到广泛的运用。Trench MOS是在VDMOS基础之上发展出来的一种新型半导体器件，虽说结构相似，但Trench MOS比它拥有更好的前景。但是因为Trench MOS的沟道是垂直沟道，是一种特殊沟道，所以它的沟道密度能够得到改善，芯片尺寸也会相应变小。
1.2研究现状
因为Trench MOS出众的性能，它逐步运用到市场之中，栅电容逐渐成为人们关注的又一个焦点。栅电容与单胞密度密不可分，它与密度成正比关系，所以它和器件的特征导通电阻往往是矛盾的。接着，许多研究就集中在Rdlon上，Trench MOS的性能又是飞速的发展，欧洲那边的Philips半导体公司在不断的改善下推出了第三代Trench MOS（深槽MOS）工艺技术,这项技术将电路单元的尺寸进一步变小。德国BMW公司在汽车电子的MYTMOS结构上作出另外一种创新，在性能方面比以往的Trench MOS至少提高了50倍。Trench MOS紧跟时代的步伐，人们对它有了更高的期待。随着多种技术的引入，Trench MOS在150V的时候表现出色，甚至在更高的电压之下也拥有不错的性能。
近年来，国内在Trench MOS的研究上也取得了不错的进展，但是与国外相比依然不够，许多技术还需要改进，随着社会需求的不断变更。研究和制作Trench MOS也是迫在眉睫，国家建设已经和科技共同存亡。
Trench MOS相比其他MOS管具有更多优势，近年来国外很多教授在此领域都有了突破性的进展。因为Trench MOS在高压、大电流、低导通电阻这些方面上都有着很好的表现，所以人们对它的使用也越来越多，许多公司在器件结构和相应工艺方法这些方面都会进一步去研究，他们使Trench MOS的工艺流程变得更加简易，制造成本降低。前不久日本的ROHM公司便推出了一款新型的产品，他们利用Trench MOS技术可以工作在基于其他半导体材料的功率MOS器件的原理上，采用了trench结构外加p型屏蔽保护。将其正向导通击穿电压综合指标达到目前工业的最高水平，提高了器件的性能。
Trench MOS适用于工业界大规模生产，各行各业都有相应的应用，就像ferplds公司就有许多产品是基于Trench MOS，产品耐压包括45V、60V、80V、110V。maxsiko的Trench MOS产品BD75762，他的耐压是55V，开态特征电阻是3.9raft．era2(VGS=10V)。在兼容，二氧化硅的反应能力上其实还有许多隐性问题，目前国内外都没有方法能够完美的解决，所以我们还需要进一步的研究。而当前我们研究的重点应该是完善器件结构并在工艺流程上进行简化，避免不必要的损失，从而提高稳定性，降低成本。
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