金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的出现,使集成电路(IC)的发展进入了新的进程。作为集成电路的核心器件,横向功率MOS(Metal Oxide Semiconductor)成为日益发展的对象。按照漂移区掺杂类型,其可分为pLDMOS和nLDMOS。本文基于在这两种类型的横向双扩散器件的基础上,利用功率器件中的RESURF技术(REduced SURface Field,降低表面电场)、ENDIF 技术(ENhanced DIelectric Field,介质场增强理论)及介电材料对器件的影响设计出具有高K介质槽和不同介电材料组合的槽型LDMOS器件结构,并研究其结构特性和机理分析。两种不同的高压变K材料LDMOS器件不仅使得常规pLDMOS具有RESURF效应实现高耐压,并使其不向衬底漏电,又提高了两种类型器件的功率优值即BV和Ron,sp之间的折衷关系。(1)提出 HKSOI pLDMOS(High-KSilicon OnInsulatorpLDMOS)新结构。该结构是在pLDMOS中加入横向的高K介质槽。高K介质槽具有辅助耗尽漂移区提高漂移区浓度的能力从而在开态时增加漂移区浓度降低比导通电阻。关态下高K介质表面和内部随机产生极化电荷增加漂移区浓度使其保持电荷平衡,从而提高器件体内电场提高器件的耐压。同时在pLDMOS中加入高K介质槽使器件产生了 RESURF效应。利用高K介质中自适应产生极化电荷原理,分区求解介质中两类方程,获得介质新材料在SOI器件中二维电势和电场分布,实现其二维场调制的定量解析。获得器件势场模型,并利用模型优化部分器件结构的参数,指导器件设计。软件仿真结果显示:HKSOIpLDMOS新结构的BV为-518V,Ron,sp为1.425Ωcm2。最后,提出了 HK SOIpLDMOS器件的工艺和版图的优化设计。(2)提出 VKDTLDMOS(Variable-KDeep Trench LDMOS)结构。该结构是利用三种介电材料即是高K介质,低K介质及SiO2材料来设计介质槽型器件结构。槽型技术的加入不仅在缩短器件的漂移区尺寸降低比导通电阻上具有显著效果,也极大的减小了芯片的设计面积。与传统的氧化槽相比,表面的低K介电层利用ENDIF技术来增加器件的表面电场,在漂移区内加入变K材料使得器件体内引入了一个新的电场峰值,优化体内电场。在槽之间左边引入薄的高K材料柱,有效的增加整个漂移区掺杂浓度,与漂移区电离电荷保持电荷平衡。从而,提升器件的击穿电压。根据软件仿真结果可知:VKDTLDMOS在长度仅6.5 μm尺寸下获得267 V的BV,7.627mΩ.cm2的Ron,sp。得到了9.347MW·cm-2 的 FOM(Figure Of Merit,功率优值)。并且,提出变 K 槽型 LDMOS新结构的版图制备方案和工艺设计。