【摘 要】
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随着功率半导体器件发展到深亚微米时代,传统体硅材料已经接近物理极限,SOI（Silicon on Insulator）的出现改善了体硅材料的不足,同时可以和体硅工艺相兼容。SOI LDMOS器件中埋氧层的引入实现全介质隔离,使器件具有抗辐照、功耗低等优点。但是埋氧层也会引起自身的自加热效应和总剂量效应,限制了器件的进一步发展。鉴于此,本文研究了一种类SOI LDMOS器件结构,通过选用其它结构代替
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随着功率半导体器件发展到深亚微米时代,传统体硅材料已经接近物理极限,SOI（Silicon on Insulator）的出现改善了体硅材料的不足,同时可以和体硅工艺相兼容。SOI LDMOS器件中埋氧层的引入实现全介质隔离,使器件具有抗辐照、功耗低等优点。但是埋氧层也会引起自身的自加热效应和总剂量效应,限制了器件的进一步发展。鉴于此,本文研究了一种类SOI LDMOS器件结构,通过选用其它结构代替埋氧层,在保证SOI LDMOS自身优点的同时,实现对器件性能的改进,拓宽器件的应用领域。首先,本文在对传统SOI LDMOS器件工作原理研究的基础上,研究了一种类SOI LDMOS（SL LDMOS）器件结构。该结构将SOI LDMOS器件中的埋氧层用P+N突变结代替,在器件开启之前,利用高掺杂P型层实现对N型层的耗尽,达到类SOI LDMOS器件的效果。N型层采用4H-SiC材料,该材料的宽禁带以及高热传导率,可以保证SL LDMOS器件的抗辐照性能,SOI LDMOS器件的自加热效应也可以得到改善,实现器件性能的提升。对所提出器件与SOI LDMOS器件进行对比,结果表明LET=0.5pC/μm时器件未发生单粒子烧毁效应（SEB）,总剂量大于860Krad（Si）时,SOI LDMOS器件的击穿电压小于SL LDMOS,在自加热效应（SHE）中,SL LDMOS器件晶格温度上升并不明显。其次,本文对SL LDMOS器件进行改进,通过离子注入在漏端下方的SiC层中形成高浓度的SiC层,形成了SLN LDMOS器件,SiC埋层的加入可以调节漂移区电场,通过改变器件的击穿位置提升器件耐压。仿真结果表明,与SL LDMOS器件相比击穿电压提升约35.4%,导通电阻降低约5.7%,器件基础性能得到提升。器件的烧毁阈值为LET=0.93pC/μm,Vd=222V,具有良好的抗SEB性能,总剂量效应（TID）并不会对器件的击穿电压造成影响,SHE效应中SLN LDMOS晶格温度上升仅仅10%远远低于SOI LDMOS器件（89.3%）。最终结果表明,本文中所研究的器件结构具有优良的抗SEB性能,同时改善的SOI LDMOS器件的TID效应和SHE效应,适合应用于高温高压以及辐照等恶劣的环境中。
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