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功率半导体器件作为智能功率集成电路(SmartPowerIntegratedCircuits,SPIC)和高压集成电路(HighVoltageIntegratedCircuits,HVIC)的核心部件,以其具有变频、整流、变压、功率放大和功率管理等能力,广泛的应用于新能源汽车,智能家电和军工产品等领域。功率半导体器件的关键问题是改善击穿电压(BreakdownVoltage,简称BV)和比导通电阻(SpecificOnResistance,简称R_(on,sp))的矛盾关系。功率半导体研究人员从新结构,新理论和新材料等角度来提升功率半导体器件的性能。先后提出了多种技术来改善功率半导体器件的性能,主要分为两大类:表面终端技术和体内终端技术。然而,这些技术主要对功率半导体器件的横向表面电场或纵向体内电场进行单独调制,增加了设计和工艺的复杂性,影响功率半导体器件性能进一步提升。本文围绕着电场调制技术,通过同一技术同时优化功率半导体器件横纵向电场提升器件性能为目标。提出了两种新型LDMOS(LateralDouble-diffusionMOSFET)器件。一种是具有电荷补偿层技术(SubstrateCompensationChargeLayertechnology,简称SCCL)的SCCLLDMOS和SCCLSJLDMOS(Super-JunctionLDMOS)器件;另一种是具有多环技术(Multi-Ringtechnology,简称M-R)的M-RLDMOS和M-RSJLDMOS器件。并分别对于SCCLLDMOS和M-RLDMOS器件建立了解析模型阐述电荷补偿技术和多环技术对横纵向电场的调制机理。完成了具有辅助耗尽衬底层技术(AssistedDepletingSubstrateLayer,简称ADSL)的LDMOS器件研究,进一步优化器件并建立了其解析模型。建立了阶梯HkMOSFET器件的解析模型,阐述了与LDMOS类似的二维电场对器件的调制机理。最后,研讨了适用于柔性电子的LDMOS器件同时优化横纵向电场的必要性,并通过仿真和流片实验分析器件电学性能。主要创新工作如下:(1)完成了ADSLLDMOS器件研究。并针对该器件存在表面电场不均匀的问题提出了具有P埋层的ADSLLDMOS器件(PBuriedLayerADSLLDMOS,简称P-BADSLLDMOS)。新器件除了具有辅助耗尽衬底层调制器件纵向电场的优势外,P埋层对器件表面电场具有优异的调制效果。另外,根据电荷守恒原理,由于该器件具有高掺杂P埋层,其漂移区掺杂浓度得到提升,比导通电阻得到优化。在P埋层和辅助耗尽衬底层的同时优化下,P-BADSLLDMOS的横纵向电场得到同时优化,器件性能得到提升,器件BV和R_(on,sp)之间的矛盾关系突破了LDMOS硅极限。最后,建立了ADSLLDMOS器件的解析模型阐明了辅助耗尽衬底层对于LDMOS器件的横纵向电场调制作用。(2)提出了SCCLLDMOS器件。电荷补偿层对LDMOS器件横纵向电场具有同时优化的效果。利用电荷补偿技术,SCCLLDMOS器件的纵向电场得到拓展且在横纵向电场均引入电场峰,使器件横纵向电场得到优化,提升器件耐压。然后,电荷补偿层技术应用到SJLDMOS器件中,电荷补偿层使得器件横纵向电场同时优化且消除了衬底辅助耗尽效应。SCCLSJLDMOS器件性能优异打破了LDMOS硅极限。最后,建立了SCCLLDMOS器件的解析模型阐述了电荷补偿技术对LDMOS器件的表面和纵向电场同时调制作用。(3)提出了M-RLDMOS器件。多环技术对LDMOS器件横纵向电场具有同时优化的效果。由于多环技术调制作用,M-RLDMOS器件的纵向电场得到拓展且其横纵向电场均被引入新电场峰得到调制,器件耐压得到提升。另外,多环结构拓宽了器件导电通道降低了器件导通电阻。然后,提出了M-RSJLDMOS器件,多环技术除了同时优化横纵向电场还消除了衬底辅助耗尽效应,使得器件耐压增长。M-RSJLDMOS器件性能优异打破了LDMOS硅极限。最后,建立了M-RLDMOS器件的解析模型阐述了多环技术对LDMOS器件的横向,纵向和径向电场调制作用并准确预测器件的击穿特性。(4)阶梯HkMOSFET的漂移区与LDMOS类似,由P阱和Hk介质层同时耗尽,受到两个电场同时调制。结合阶梯HkMOSFET的特点,建立了阶梯HkMOSFET器件的解析模型。通过求解半导体材料漂移区的泊松方程和Hk介质层的拉普拉斯方程,获得了器件二维电场分布模型,阐述了二维电场对器件的调制机理;其次,建立了器件的耐压模型,精准预测器件的击穿特性。最后,求解比导通电阻,提出了优化阶梯HkMOSFET器件方法。(5)分析了适用于柔性电子的LDMOS器件同时优化横纵向电场的必要性。讨论了适用于柔性电子的体硅和SOI基LDMOS器件在缺失衬底电极和衬底减薄情况下横纵向电场分布,击穿特性,传输特性和转移特性。并提出了优化器件横纵向电场提升器件性能的方法。通过流片实验分析了适用于柔性电子SOI基LDMOS器件的电学性能。本文共提出了五种新型LDMOS,包括:P-BADSLLDMOS,SCCLLDMOS,SCCLSJ-LDMOS,M-RLDMOS和M-RSJ-LDMOS。与传统LDMOS相比,这些器件的BV与R_(on,sp)之间矛盾关系都得到有效改善;并分别针对具有辅助耗尽衬底技术,电荷补偿技术,多环技术和阶梯HK介质层器件建立了解析模型阐述各个技术的电场调制机理;研究了应用于柔性电子的LDMOS器件并通过流片测试分析器件性能。