学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

功率沟槽MOSFET的开关速度和栅漏电容C_（gd）的优化设计和研究

作　者: 张健亮
导　师: 阮刚
学　校: 复旦大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 沟槽MOSFET 体二极管 反向恢复 栅漏电容Cgd
分类号: TN386
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 51次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着市场对于更高效的电源供给器件和更耐久供电的电源电子器件的需求日益增长,如何提高电源管理系统效率的研究成为十分重要的课题之一。面对这样的需求,在电源管理系统中经常使用的功率MOSFET就需要做到更低的导通损耗和开关损耗。高密度功率MOSFET在DCDC变换器里面得到了广泛应用。在同步DCDC变换器中,功率MOSFET主要的开关损耗来自于反向恢复过程。本文第一个目的就是降低同步DCDC变换器中低端MOSFET损耗。通常大家采用与功率MOSFET并联一个Schottky二极管来实现这一目的。在第三章中,我们提出在器件功率MOSFET沟槽接触孔的底部来形成Schottky接触达到相同的目的。这个新结构的反向恢复电荷比普通功率MOSFET减少70%,减少了开关延迟,降低了功耗,提高了开关效率1%,同时比整合了Schottky的平面接触式功率MOSFET面积减少17%,提高了集成度。在功率MOSFET的高频应用中,无论是导通和开关损耗都要尽可能降低。这需要减小功率单元尺寸的同时降低导通电阻,也要降低器件的栅漏电容Cgd,栅漏电容是开关损耗和高频应用过程中最重要的一个指标。本文的第二个目的是介绍了如何制造一个分离栅的器件,其中分离栅的作用就是降低栅漏电容Cgd。本文第四章中对于这个由我们设计制造的分离栅的器件在不同结构尺寸下做了分析,并将优化的结构与普通的沟槽MOSFET作比较,降低了栅漏电容Cgd82%。本文提出的新结构均使用0.25um的工艺验证并已经量产满足市场要求。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-6
第一章 绪论  6-18
  1.1.概述  6-13
    1.1.1 POWER MOSFET的发展  6-7
    1.1.2 POWER MOSFET分类  7-8
    1.1.3 POWER MOSFET结构  8-11
    1.1.4 POWER MOSFET的具体应用  11-13
    1.1.5 优化MOSFET体二极管的意义  13
  1.2.功率MOSFET体二极管的研究  13-15
  1.3.功率MOSFET栅漏电荷的研究  15
  1.4.本文的主要工作  15-18
第二章 功率沟槽MOSFET的重要参数  18-31
  2.1.漏极电流  18
  2.2.阈值电压  18-19
  2.3.导通电阻  19-22
  2.4.漏源击穿电压  22
  2.5.栅电荷  22-26
    2.5.1 栅电荷  22-24
    2.5.2 栅电荷曲线的分析  24-26
  2.6.反向恢复电荷  26-30
  2.7.本章小结  30-31
第三章 功率沟槽MOSFET开关速度的优化  31-56
  3.1.引言  32
  3.2.工艺流程简介  32-38
    3.2.1 沟槽形成  33-35
    3.2.2 栅氧化和多晶硅栅填充  35-36
    3.2.3 体区的注入和推进  36-37
    3.2.4 源区的注入和推进  37
    3.2.5 接触孔形成  37
    3.2.6 金属和钝化的淀积和刻蚀  37-38
  3.3.平面接触和沟槽接触沟槽MOSFET  38-40
  3.4.整合Schottky整流器  40-45
    3.4.1 版图的改动  42-43
    3.4.2 制程的改动  43-45
  3.5.器件特性仿真和分析  45-49
    3.5.1 工艺仿真  45-46
    3.5.2 器件仿真  46-49
  3.6.确定器件结构参数可调整的范围  49-55
    3.6.1 调节体区阻挡的宽度  50-52
    3.6.2 调节两次刻蚀沟槽接触孔的深度CT_1和CT_2  52-55
  3.7. 本章小结  55-56
第四章 优化设计功率沟槽MOSFET栅漏电容C_(gd)  56-70
  4.1.分离栅沟槽MOSFET  56-69
    4.1.1 器件结构  56-57
    4.1.2 制程  57-61
    4.1.3 器件特性仿真和分析  61-69
  4.2.本章小结  69-70
第五章 总结  70-71
参考文献  71-73
致谢  73-74

相似论文

  1. PIN二极管动态特性的计算机仿真分析与研究,TN312.4
  2. 金属封装整流二级管的设计与制造,TN313.5
  3. 低电压、大电流直流开关电源的研究与设计,TM46
  4. 新型无桥升压功率因数校正器的研究,TM46
  5. 150A/1200V快速软恢复功率二极管的设计与试制,TN313.4
  6. 掺铂超快恢复二极管制备技术及特性的研究,TN31
  7. 铂扩散快恢复二极管的研究,TN313
  8. 新结构高压功率集成器件开关速度的研究,TM5
  9. SiGe快速开关功率二极管的器件模拟与分析,TN313.6
  10. 双幅有源箝位谐振直流环节逆变器的相关研究,TM464
  11. 功率VDMOSFET体二极管的优化研究,TN31
  12. 超低漏电超快恢复二极管寿命控制新技术研究,TN313.4
  13. DC/DC数控电源中降低输出纹波的研究,TN86
  14. 两种SiGe/Si快速开关功率二极管新结构的模拟与理论分析,TN313.4
  15. 金铂双掺杂快恢复二极管特性研究,TN31
  16. 有源功率因数校正技术的研究,TM714
  17. ZVS PWM复合式全桥三电平变换器的研究,TM46
  18. 电磁式同步电机多功能交流励磁电源及高压大功率DC/DC全桥变换器研究,TM341
  19. 基于多电平变换技术的高频感应加热电源的研究,TM924
  20. 急性脊柱创伤的全脊柱磁共振成像研究,R683

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 半导体技术 > 场效应器件
© 2012 www.xueweilunwen.com