SOI功率器件横向变厚度耐压新技术的机理、工艺和模型研究
结题报告
批准号:
61076073
项目类别:
面上项目
资助金额:
37.0 万元
负责人:
郭宇锋
依托单位:
学科分类:
F0404.半导体电子器件与集成
结题年份:
2013
批准年份:
2010
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘陈、王厚大、龚建荣、陈德媛、陈琳、夏晓娟、左磊召、花婷婷、钟大伟
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中文摘要
本项目在半导体集成功率器件领域,提出漂移区横向变厚度耐压新技术,并从耐压机理、制造工艺和耐压模型三个方面开展创新研究。1)提出漂移区横向变厚度耐压新技术,采用线性变化的漂移区厚度来获得高击穿电压、低导通电阻低和大安全工作区,基于该技术的 LDMOS的BFOM优值比常用的RESURF和VLD技术分别提高1倍和50%。2)基于局部氧化的氧化层深度是窗口宽度的强函数这一事实,提出采用多窗口LOCOS法实现变厚度漂移区的工艺新方案,建立用于优化设计版图形状的数学模型,设计与标准CMOS工艺兼容的新器件制造工艺流程,并进行器件研制。3)联解非直角坐标系的泊松方程和电流密度方程,获得可同时适用于关态和开态的二维势场分布和击穿电压的统一模型,该模型包含了kirk效应和寄生双极效应,可用于确定安全工作区。本研究不但从理论上丰富了SOI功率器件耐压技术,而且对研制具有自主知识产权的功率集成电路具有实践意义。
英文摘要
本项目针对半导体集成功率器件,从器件结构、制造工艺和解析模型三方面开展创新研究。对于器件结构,提出了漂移区厚度横向线性变化(VLT)的耐压新结构。基于新结构的功率器件较常规结构相比具有高击穿电压、低导通电阻、大安全工作区、高截止频率等优点,其优值提高幅度可达1-5倍。对于制造工艺,根据局部氧化的氧化层深度、反应离子刻蚀深度以及各向异性湿法刻蚀深度都为版图窗口宽度的强函数,我们分别提出了多窗口LOCOS技术、多窗口反应离子刻蚀技术和多窗口各向异性湿法刻蚀技术三种实现变厚度漂移区的工艺新方案,并分别建立了用于优化设计版图形状的数学模型,设计了与标准CMOS工艺兼容的新器件制造工艺流程,并进行了新结构LDMOS的研制。对于解析模型,通过联立求解非直角坐标系下的泊松方程和电流密度方程获得了可同时适用于关态和开态VLT结构的二维场势分布模型,进一步地根据雪崩击穿条件获得了击穿电压模型,并且通过漂移电阻近似获得了新结构的导通电阻模型,理论结果与仿真和实验结果一致性,验证了模型的正确性,为优化VLT结构参数、理解VLT工作机理提供了理论依据。本研究是一项国际同步的普适性基础研究,对高性能SOI功率器件的设计以及具有自主知识产权的功率集成电路的研制具有重要理论意义和实践意义。
期刊论文列表
专著列表
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专利列表
Novel Silicon-on-Insulator Lateral Power Device with Partial Oxide Pillars in the Drift Region
漂移区具有部分氧化柱的新型绝缘体上硅横向功率器件
DOI:10.7567/jjap.52.014302
发表时间:2012
期刊:Japanese Journal of Applied Physics
影响因子:1.5
作者:Yao, JiaFei;Guo, Yufeng;Hua, Tingting;Huang, Shi;Zhang, Changchun;Xia, Xiaojuan;Sheu, Gene
通讯作者:Sheu, Gene
DOI:--
发表时间:2013
期刊:南京邮电大学学报(自然科学版)
影响因子:--
作者:张长春;吕超群;郭宇锋;方玉明;陈德媛;李卫
通讯作者:李卫
An Analytical Model for Silicon-On-Insulator Lateral High Voltage Devices Using Variation of Lateral Thickness Technique
采用横向厚度变化技术的绝缘体上硅横向高压器件的分析模型
DOI:--
发表时间:--
期刊:Semiconductor Science and Technology
影响因子:1.9
作者:Yao Jia-fei;Guo Yu-feng;Li Man;Huang Shi;Hua Ting-ting;Ji Xin-cun;Xu Yue;Huang Xiao-feng
通讯作者:Huang Xiao-feng
DOI:--
发表时间:--
期刊:南京邮电大学学报(自然科学版)
影响因子:--
作者:花婷婷;郭宇锋;于映
通讯作者:于映
DOI:10.5573/jsts.2014.14.5.673
发表时间:2014-10
期刊:Journal of Semiconductor Technology and Science
影响因子:0.4
作者:Jiafei Yao;Yufeng Guo;X. Guangming;Tingting Hua;Hong Lin;Jian Xiao
通讯作者:Jiafei Yao;Yufeng Guo;X. Guangming;Tingting Hua;Hong Lin;Jian Xiao
硅基横向集成功率器件版图三维曲率效应的建模及消除技术研究
  • 批准号:
    61874059
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    郭宇锋
  • 依托单位:
SOI功率器件高K介质横向变宽度三维耐压新技术:机理、模型和工艺研究
  • 批准号:
    61574081
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    郭宇锋
  • 依托单位:
基于标准CMOS工艺的新型表面超级结射频LDMOS及其模型研究
  • 批准号:
    60806027
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    郭宇锋
  • 依托单位:
国内基金
海外基金