一种CBSLOP LDMOS及其源极浮动SENSE FET器件设计

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高压功率器件作为电源管理芯片的重要组成部分,缓解其耐压和比导通电阻的矛盾关系一直是该领域的研究热点。叉指状结构横向高压MOSFET器件的源端指尖部分由于掩膜板为弧形所造成横向曲率效应容易导致器件提前击穿。另外,模拟系统中常利用SENSE FET做电流检测,实现电流模式控制电源管理芯片或者过流保护等作用,而检测器件的源极不易浮动问题会影响电流检测准确性。基于此,本文重点研究一种高耐压、低导通电阻的LDMOS结构,及其源极浮动的SENSEFET器件。本文主要内容如下:1.研究CBSLOP LDMOS器件。引入CBSLOP结构,有效改善器件耐压和比导通电阻的矛盾关系。从漂移区浓度、P/N条剂量、电荷平衡等方面研究各参数对器件耐压和电阻的影响。2.解决横向曲率效应问题。对叉指状版图源端指尖部分采用衬底终端技术,扩大曲率半径,有效缓解曲率效应,避免器件提前击穿。利用Silvaco软件,采用圆柱坐标,仿真分析体区P-body长度和衬底终端部分的参数对器件耐压影响。3.对横向高压SENSE FET器件的源端浮动问题作了研究。在保证主器件耐压和阈值电压不变的同时,使检测电阻不受衬底电阻影响可以完全独立设计,实现源极电压的自由浮动。4.提出工艺流程和版图设计,并基于典型CMOS工艺,进行流片实验。对流片结果进行测试,最终得到耐压800V、比导通电阻180m·cm~2的高压器件。
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