【摘 要】
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1200V横向双扩散金属氧化物半导体场效应管（Lateral Double-Diffused Metal Oxide Semiconductor,LDMOS）可应用于高压电机驱动和高压AC-DC转换器等领域。碳化硅（SiC）凭借其优良的物理、化学和热特性,成为制备功率器件的理想材料。用碳化硅制备LDMOS器件的优势在于击穿电压高、导通电阻极低、开关速度快、热稳定性好及芯片面积小,可替代高压工作领域
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1200V横向双扩散金属氧化物半导体场效应管（Lateral Double-Diffused Metal Oxide Semiconductor,LDMOS）可应用于高压电机驱动和高压AC-DC转换器等领域。碳化硅（SiC）凭借其优良的物理、化学和热特性,成为制备功率器件的理想材料。用碳化硅制备LDMOS器件的优势在于击穿电压高、导通电阻极低、开关速度快、热稳定性好及芯片面积小,可替代高压工作领域的硅基LDMOS器件,具有广阔的应用前景。但目前国内对1200V碳化硅LDMOS器件的研究较少,需要进一步深入研究。本文基于Silvaco仿真平台,设计了三种1200V碳化硅LDMOS器件。首先对传统型1200V碳化硅LDMOS器件进行优化设计,分别研究了P型体区浓度、漂移区长度和浓度以及栅极场板长度对器件电学特性的影响。然后,对带P-top层的1200V碳化硅LDMOS器件进行优化设计,分别研究了P-top层长度、P-top层位置和P-top层浓度对器件电学特性的影响。此外,还对带STI结构的1200V碳化硅LDMOS器件进行优化设计,分别研究了STI长度、STI深度和STI位置对器件电学特性的影响。综合考虑电学性能、温度特性和制备工艺难度等因素,对上述三种器件进行对比分析,确定本文最优方案为带P-top层的碳化硅LDMOS器件。仿真结果显示,该器件的阈值电压为5V,关态击穿电压为1395V,开态击穿电压为1320V（Vgs=15V）,特征导通电阻为6.55mΩ·cm2,关态泄漏电流为1×10-27A/μm,工作条件下最大晶格温度为398K,各项参数均满足设计指标要求。
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