【摘 要】
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MOSFET功率器件具有驱动方式简单、易集成、易并联、输入阻抗高以及开关响应快等优点,广泛应用在交通运输、生活娱乐以及军事航空等各个领域。但是由于其比导通电阻(Ron,sp)与击穿电压（BV）存在着2.5次方的矛盾关系,于是随着击穿电压的升高,导通电阻显著增加,这严重的限制了MOSFET在高压大功率领域的应用。本文围绕如何改善横向MOSFET功率器件中Ron,sp与BV的矛盾关系,以及如何降低曲率
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MOSFET功率器件具有驱动方式简单、易集成、易并联、输入阻抗高以及开关响应快等优点,广泛应用在交通运输、生活娱乐以及军事航空等各个领域。但是由于其比导通电阻(Ron,sp)与击穿电压（BV）存在着2.5次方的矛盾关系,于是随着击穿电压的升高,导通电阻显著增加,这严重的限制了MOSFET在高压大功率领域的应用。本文围绕如何改善横向MOSFET功率器件中Ron,sp与BV的矛盾关系,以及如何降低曲率效应的影响,提高MOSFET功率器件的击穿电压。提出了三种MOSFET功率器件新结构:（1）一种增强耗尽的n层堆叠LDMOS器件结构。该结构由多个独立的LDMOS器件堆叠而成,通过堆叠形成的多条电流路径大大增加了器件的导通电流。并且在各个LDMOS的衬底作用下,其每条电流路径内的电流独立工作而不会互相干扰。另外在器件内加入P埋层以及P/N-top区能有效改善器件源漏附近的电场拥挤现象,从而提高器件的击穿电压。模拟结果表明,2层堆叠LDMOS的击穿电压为356V,比导通电阻为13.56m（?）·cm2,相比于C-LDMOS分别改善了26%和71%。并且,随着堆叠层数的增加,n层堆叠LDMOS器件的比导通电阻将趋于常规结构的1/n。（2）一种具有多埋层调制的槽栅型LDMOS。通过在漂移区内加入三个长度不等的P型埋层,利用埋层对漂移区的耗尽作用来提高漂移区的掺杂浓度,从而降低该器件的比导通电阻。并且通过埋层在器件内部产生新的电场峰值,改善了器件内的电场分布,从而提高了耐压特性。模拟结果表明,该结构在关断时的击穿电压为678V,在导通时比导通电阻为49.4m（?）·cm2,与常规结构相比分别改善了104%和56%。（3）一种具有多个浅介质槽的终端结构。该结构在终端区加入多个等间距的浅介质槽,故能在终端区的表面产生多个电场峰值,从而优化了终端区的表面电场,提高BV值。模拟结果表明,该结构的击穿电压为716V,较传统保护环技术改善了119%且达到了元胞的95%,终端长度为103μm,同具有相同参数的等高浅槽终端结构相比,提升了11%。
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