600V超結VDMOS高溫反偏可靠性研究與優(yōu)化設計.pdf

1、功率半導體器件在批量生產前，必須通過高溫反偏（High Temperature Reverse Bias，HTRB）測試。超結(Superjunction，SJ)垂直雙擴散金屬氧化物半導體場效應晶體管（Vertical Double Diffused Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor，VDMOS）常在高溫反偏條件下工作，為了提高超VDMOS器件的使用壽命以及保證其所在功率

2、電路系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，需要提高器件的高溫反偏可靠性。
　　本論文從HTRB測試方法入手，通過分析超結VDMOS器件的HTRB測試結果，找出了導致器件耐壓退化的可動離子的來源，對可動離子的運動路徑進行了詳細分析，然后闡述了可動離子導致器件耐壓退化的機理。借助仿真等手段揭示了終端區(qū)域為超結VDMOS器件易受可動離子沾污的脆弱區(qū)域，在此基礎上提出了一種具有“Z”型場板結構的超結VDMOS器件終端結構，該結構能夠起到屏蔽與補償可動離子的作用

3、，與此同時，仿真結果顯示該結構能有效降低器件的表面電場強度。在終端結構設計的基礎上，提出了一種抗可動離子沾污的600V超結VDMOS芯片，并在華虹NEC進行了流片實驗。
　　測試結果顯示，改進型超結VDMOS芯片的擊穿電壓達到了680V以上，并且其它靜態(tài)和動態(tài)參數相比于未優(yōu)化芯片沒有發(fā)生退化。在168小時的HTRB測試后，改進型芯片的耐壓退化率在5％之內，相比于未優(yōu)化芯片極大地提高了可靠性。論文提出的具有“Z”型場板的終端結構還可