低壓功率溝槽MOSFET的設計與研究.pdf

1、低壓功率溝槽MOSFET以其輸入阻抗高、開關速度快、輸出電流大和熱穩(wěn)定性好、安全工作區(qū)大等優(yōu)點，在電源保護、開關電源、DC/DC變換器和同步整流等電子設備中得到廣泛應用，成為功率器件研制熱點之一。 本文的主要內容：(1)對功率MOSFET的發(fā)展進行介紹；(2)對低壓功率溝槽MOSFET的主要性能和特點進行簡單的分析；(3)介紹了利用工藝模擬和器件分析軟件對該類小通態(tài)電阻的整流型低壓功率溝槽MOSFET進行優(yōu)化設計，得到較合理的器

2、件結構和工藝參數(shù)和比較理想的通態(tài)特性；(4)著重研究了器件開關特性與設計參數(shù)以及和MOSFET柵電荷相關的柵電容Cg、柵漏電容Cgd的關系；(5)提出了與低壓功率溝槽MOSFET制造工藝兼容的柵電極ESD保護結構設計方案；(6)完成了總體的版圖和工藝設計。流片結果表明：已經(jīng)基本達到設計要求。 本文的創(chuàng)新點在于： 1．開關型低壓功率溝槽MOSFET的優(yōu)化設計。溝槽MOSFET的柵漏電容Cgd通常隨柵漏電壓Vgd變化而變化。

3、通過軟件模擬了柵漏電容Cgd在開關過程中的變化和柵漏電容Cgd上所充電荷量Qgd的變化，以了解器件結構和工藝參數(shù)對柵漏電容Cgd和柵漏電荷Qgd的影響，適當調整器件結構和工藝參數(shù)實現(xiàn)降低大信號工作時柵漏電荷Qgd改變量，有效改善了器件的開關性能。 2．提出了一種溝槽功率MOSFET柵電極ESD保護的設計方案。此方案不同于用多晶硅穩(wěn)壓二極管保護柵電極的方法。新方案是在常規(guī)溝槽MOSFET工藝基礎上，僅增加芯片上若干區(qū)域的摻雜工藝過