高k介质对屏蔽栅沟槽型MOSFET电场调制的研究 被引量：5

1

作者 麻泽众 冯全源 赵宏美 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1017-1021,共5页

为了优化屏蔽栅沟槽型MOSFET(Shielded Gate Trench MOSFET,简称SGT结构)的电场分布,将高k介质代替部分沟槽绝缘介质层,提出了高k屏蔽栅沟槽型MOSFET(高k SGT结构)。分析了高k SGT结构的工作原理,通过在高k介质底部引入新的电场峰值,使... 为了优化屏蔽栅沟槽型MOSFET(Shielded Gate Trench MOSFET,简称SGT结构)的电场分布,将高k介质代替部分沟槽绝缘介质层,提出了高k屏蔽栅沟槽型MOSFET(高k SGT结构)。分析了高k SGT结构的工作原理,通过在高k介质底部引入新的电场峰值,使电场分布更均匀以提高器件的耐压。Sentaurus TCAD软件仿真结果显示高k SGT结构的击穿电压为114.5 V,与传统SGT结构相比,击穿电压提高了10.7%,Baliga优值(BFOM)提高了15.2%。因此在不增加掩模的基础上,有效提高了器件的击穿电压。 展开更多

关键词 高k介质 屏蔽栅 MOSFET 击穿电压 电场分布

下载PDF 职称材料

浮动电极对屏蔽栅沟槽型MOSFET特性的影响

2

作者 湛涛 冯全源 《微电子学》 CAS 北大核心 2023年第5期917-923,共7页

提出了在屏蔽栅沟槽型MOSFET(SGT)的沟槽侧壁氧化层中形成浮动电极的结构,通过改善电场分布,优化了特征导通电阻与特征栅漏电容。在传统SGT结构的基础上,仅通过增大外延层掺杂浓度,改变浮动电极的长度和位置以及氧化层厚度,最终得到击... 提出了在屏蔽栅沟槽型MOSFET(SGT)的沟槽侧壁氧化层中形成浮动电极的结构,通过改善电场分布,优化了特征导通电阻与特征栅漏电容。在传统SGT结构的基础上,仅通过增大外延层掺杂浓度,改变浮动电极的长度和位置以及氧化层厚度,最终得到击穿电压为141.1 V、特征导通电阻为55 mΩ·mm^(2)、特征栅漏电容为4.72 pF·mm^(-2)的浮动电极结构。与相同结构参数的SGT结构相比,在击穿电压不变的条件下,浮动电极结构的特征导通电阻降低了9.3%,Baliga优值提升了13%,特征栅漏电容降低了28.4%。 展开更多

关键词 屏蔽栅 浮动电极 特征导通电阻 特征栅漏电容

下载PDF 职称材料

可选择型低值电容标准的研究 被引量：1

3

作者 张艳丽 迟洁茹 +2 位作者 黄璐 LEE RAEDUK 齐福强 《电测与仪表》 北大核心 2015年第12期46-51,共6页

在电磁计量和仪器仪表行业中,通常需要高稳定电容标准器装置对仪器设备进行量值检定校准以确保它们测量的准确性。可选择型低值电容就是一种可在同一系统中输出不同稳定微小电容值的标准器。针对该类电容器最大不确定度来源之一,即屏蔽... 在电磁计量和仪器仪表行业中,通常需要高稳定电容标准器装置对仪器设备进行量值检定校准以确保它们测量的准确性。可选择型低值电容就是一种可在同一系统中输出不同稳定微小电容值的标准器。针对该类电容器最大不确定度来源之一,即屏蔽栅通孔的边缘效应,文中采用3-D电场仿真对其进行了深入研究分析,同时依据仿真结果完成了一种可选择型低值电容标准器的整体结构设计,为其实际加工制作奠定了坚实的理论基础。 展开更多

关键词 可选择型低值电容标准 3-D电场仿真 屏蔽栅 边缘效应

下载PDF 职称材料

屏蔽栅结构射频功率VDMOSFET研制 被引量：1

4

作者 李飞 刘英坤 +2 位作者 邓建国 胡顺欣 孙艳玲 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期199-202,共4页

在台栅垂直双扩散金属-氧化物-半导体场效应晶体管(VDMOSFET)的结构基础上,利用常规硅工艺技术,研制出了一种具有屏蔽栅结构的射频功率VDMOSFET器件,在多晶硅栅电极与漏极漂移区之间的氧化层中间加入了多晶硅屏蔽层,大幅度降低了器件的... 在台栅垂直双扩散金属-氧化物-半导体场效应晶体管(VDMOSFET)的结构基础上,利用常规硅工艺技术,研制出了一种具有屏蔽栅结构的射频功率VDMOSFET器件,在多晶硅栅电极与漏极漂移区之间的氧化层中间加入了多晶硅屏蔽层,大幅度降低了器件的栅漏电容Cgd。研制出的屏蔽栅结构VDMOSFET器件的总栅宽为6 cm、漏源击穿电压为57 V、漏极电流为4.3 A、阈值电压为3.0 V、跨导为1.2 S,与结构尺寸相同、直流参数相近的台栅结构VDMOSFET器件相比,屏蔽栅结构VDMOSFET器件的栅漏电容降低了72%以上,器件在175 MHz、12 V的工作条件下,连续波输出功率为8.4 W、漏极效率为70%、功率增益为10 dB。 展开更多

关键词 射频垂直双扩散金属-氧化物-半导体场效应晶体管 栅漏电容 栅屏蔽层 台栅结构 屏蔽栅结构

下载PDF 职称材料

SGT MOSFET的研究与进展 被引量：4

5

作者 陈利 陈瑞森 《中国集成电路》 2021年第4期36-42,57,共8页

介绍了SGT MOSFET的研究历史和结构演进,对SGT MOSFET发展过程中出现的各种新结构的结构特点和电学特性做了简要阐述;简要说明了SGT MOSFET在改善器件反向耐压BV和比导通电阻Rsp以及UIS和BV稳定性方面的研究进展;同时列举了SGT MOSFET... 介绍了SGT MOSFET的研究历史和结构演进,对SGT MOSFET发展过程中出现的各种新结构的结构特点和电学特性做了简要阐述;简要说明了SGT MOSFET在改善器件反向耐压BV和比导通电阻Rsp以及UIS和BV稳定性方面的研究进展;同时列举了SGT MOSFET的一些最新研究成果和需要解决的问题,以及今后的研究发展重点。 展开更多

关键词 屏蔽栅沟槽功率MOSFET BV RSP FOM SGT 功率器件

下载PDF 职称材料

同步整流电路中SGT MOSFET尖峰震荡的优化设计

6

作者 商世广 王洋菲 +2 位作者 马一洁 刘厚超 段兵青 《西安邮电大学学报》 2024年第2期64-73,共10页

针对同步整流电路中屏蔽栅沟槽型场效应晶体管(Shielded Gate Trench Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor,SGT MOSFET),在工艺加工过程中形成的热氧结构导致控制栅极电压尖峰震荡幅度大、电路能量转换效率低等问题,提... 针对同步整流电路中屏蔽栅沟槽型场效应晶体管(Shielded Gate Trench Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor,SGT MOSFET),在工艺加工过程中形成的热氧结构导致控制栅极电压尖峰震荡幅度大、电路能量转换效率低等问题,提出了一种SGT MOSFET电压尖峰震荡的优化设计。采用电路仿真的方法,以分析电容对电路电压开关震荡的影响;采用拉偏结构参数的方法,以确定器件的工艺参数;采用增加湿法刻蚀屏蔽栅多晶硅和注入多晶硅两道工艺的方法,以消除热氧结构,减小器件电容,从而减小器件在电路中的电压尖峰震荡幅度和时间,提升电路的能量转换效率。实验结果表明,优化设计后的栅漏电容减小了约43%,控制栅极电压的尖峰震荡降低了约56%,电路能量转换效率提升了约4.6%,器件剖面扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)图表明,所提设计方法可以消除SGT MOSFET的热氧结构。 展开更多

关键词 屏蔽栅沟槽型场效应晶体管 同步整流电路 电压尖峰震荡 热氧结构 湿法刻蚀

下载PDF 职称材料

屏蔽栅沟槽MOSFET单粒子微剂量效应研究 被引量：1

7

作者 马林东 孔泽斌 +6 位作者 刘元 琚安安 汪波 秦林生 陈凡 陈卓俊 王昆黍 《半导体技术》 北大核心 2023年第12期1077-1083,共7页

以屏蔽栅沟槽(SGT)MOSFET为研究对象,研究了重离子诱发的单粒子微剂量效应的现象及物理机理。对不同偏置电压下的30 V SGT MOSFET进行重离子辐照试验,分析了重离子轰击后器件转移特性曲线的变化趋势,揭示单粒子微剂量效应的退化规律。... 以屏蔽栅沟槽(SGT)MOSFET为研究对象,研究了重离子诱发的单粒子微剂量效应的现象及物理机理。对不同偏置电压下的30 V SGT MOSFET进行重离子辐照试验,分析了重离子轰击后器件转移特性曲线的变化趋势,揭示单粒子微剂量效应的退化规律。研究发现重离子入射会引起器件的亚阈值电流增大,导致阈值电压负向漂移,且负栅压下器件的亚阈值电压负向漂移更严重。试验结果结合TCAD仿真进一步揭示在栅氧化层侧墙处Si/SiO_(2)界面的带正电的氧化物陷阱电荷是导致器件阈值电压和亚阈值电压等参数退化的主要原因。研究结果可为SGT MOSFET单粒子微剂量效应评估和建模提供指导。 展开更多

关键词 屏蔽栅沟槽(SGT)MOSFET 亚阈值电流 阈值电压 微剂量效应 氧化物陷阱电荷

下载PDF 职称材料

一种提高SGT MOSFET雪崩耐量的方法 被引量：1

8

作者 唐威 俱帅 张蕾 《西安邮电大学学报》 2023年第4期28-35,共8页

提出了一种提高屏蔽栅沟槽型(Shielded-Gate Trench,SGT)金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)雪崩耐量的方法。利用Sentaurus计算机辅助设计软件,通过调整屏蔽栅沟槽型MOSFET元胞... 提出了一种提高屏蔽栅沟槽型(Shielded-Gate Trench,SGT)金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)雪崩耐量的方法。利用Sentaurus计算机辅助设计软件,通过调整屏蔽栅沟槽型MOSFET元胞区接触孔宽度、深度、注入剂量和注入能量,以降低P型体区电阻,抑制寄生三极管的开启,提高器件雪崩耐量。测试结果表明,优化后的器件雪崩耐量相较基准条件由518.2 mJ提升至583.2 mJ,提升约12.6%。 展开更多

关键词 雪崩耐量 屏蔽栅沟槽型MOSFET 元胞 非钳位感性负载开关

下载PDF 职称材料

一种具有子沟槽结构的屏蔽栅MOSFET的研究 被引量：2

9

作者 朱晨凯 赵琳娜 +2 位作者 顾晓峰 周锦程 杨卓 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期621-626,共6页

为了降低屏蔽栅沟槽型(SGT,Shield Gate Trench)MOSFET的导通电阻、提高器件的品质因数,通常使用增加屏蔽栅沟槽深度和密度的方法,但是在刻蚀高密度深沟槽时会使晶圆产生严重的翘曲现象。因此,提出一种100 V具有子沟槽(ST,Sub-Trench)的... 为了降低屏蔽栅沟槽型(SGT,Shield Gate Trench)MOSFET的导通电阻、提高器件的品质因数,通常使用增加屏蔽栅沟槽深度和密度的方法,但是在刻蚀高密度深沟槽时会使晶圆产生严重的翘曲现象。因此,提出一种100 V具有子沟槽(ST,Sub-Trench)的SGT(ST-SGT)器件结构。在相邻的主沟槽间插入子沟槽后,显著降低了器件栅极附近的电场峰值,避免栅氧化层出现过早击穿,同时较浅的子沟槽提升了外延层纵向电场分布的均匀性,改善了高密度深沟槽带来的晶圆翘曲问题。通过使用Sentaurus TCAD仿真软件,调节子沟槽深度和上层外延层电阻率两个重要参数,对ST-SGT进行优化设计。结果表明,当子沟槽深度为2.5μm、上层外延电阻率为0.23Ω·cm时,对应的ST-SGT的品质因数(FOM,Figure of Merit)最大,此时击穿电压为135.8 V,特征导通电阻为41.4 mΩ·mm^(2)。优化后的ST-SGT与传统SGT相比,其FOM提高了19.6%。 展开更多

关键词 屏蔽栅沟槽型MOSFET 电荷平衡 击穿电压 特征导通电阻 品质因数

下载PDF 职称材料

一种基于BSIM4的屏蔽栅沟槽MOSFET紧凑型模型 被引量：1

10

作者 江逸洵 乔明 +4 位作者 高文明 何小东 冯骏波 张森 张波 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第17期201-212,共12页

提出了一种基于BSIM4的屏蔽栅沟槽MOSFET紧凑型模型.在直流模型中使用两端电势建立JFET区等效电阻模型,并引入电子扩散区等效电阻,解决了因忽视JFET区源端电势导致的电流存在误差的问题.在电容模型中,漏源电容模型在BSIM4的基础上添加... 提出了一种基于BSIM4的屏蔽栅沟槽MOSFET紧凑型模型.在直流模型中使用两端电势建立JFET区等效电阻模型,并引入电子扩散区等效电阻,解决了因忽视JFET区源端电势导致的电流存在误差的问题.在电容模型中,漏源电容模型在BSIM4的基础上添加了屏蔽栅-漏等效电容模型,栅漏电容模型将栅漏偏置电压修改为栅极同栅-漂移区重叠区末端节点的电势差.使用泊松方程求解该节点电势,并引入栅氧厚度因子k1、屏蔽栅氧化层厚度因子k2、等效栅-漂移区重叠长度Lovequ和等效屏蔽栅长LSHequ对栅和屏蔽栅的结构进行等效,以简化泊松方程的计算并确保该节点电势曲线的光滑性.使用Verilog-A编写模型程序,搭建实验平台测试屏蔽栅沟槽MOSFET的直流特性、电容特性和开关特性,模型仿真结果与测试数据有较好的拟合,验证了所建模型的有效性. 展开更多

关键词 屏蔽栅沟槽MOSFET 紧凑型模型 BSIM4 VERILOG-A

下载PDF 职称材料

一种沟槽型SGTMOSFET终端结构

11

作者 湛涛 冯全源 《中国集成电路》 2023年第12期40-44,共5页

为了在提升终端耐压的同时减少终端的使用面积,基于屏蔽栅沟槽型MOSFET (shielded gate trench MOSFET,简称SGTMOSFET)设计了一种沟槽型终端。通过Sentaurus TCAD软件对终端结构进行仿真,仅改变沟槽和P型环参数,最终使终端的耐压达到了1... 为了在提升终端耐压的同时减少终端的使用面积,基于屏蔽栅沟槽型MOSFET (shielded gate trench MOSFET,简称SGTMOSFET)设计了一种沟槽型终端。通过Sentaurus TCAD软件对终端结构进行仿真,仅改变沟槽和P型环参数,最终使终端的耐压达到了135V,有效终端长度仅为18.5μm。此终端结构适用于中低压领域,且在SGTMOSFET元胞工艺步骤的基础上仅增加了一层掩膜,终端结构工艺和元胞工艺兼容,易于实现。 展开更多

关键词 屏蔽栅沟槽型金属氧化物场效应晶体管 沟槽终端 耗尽层 击穿电压

下载PDF 职称材料

SGT-MOSFET沟槽底部清洗工艺优化

12

作者 岳丰 周颖 《集成电路应用》 2017年第7期35-39,共5页

屏蔽栅MOSFET(Shielded Gate Trench MOSFET,缩写SGT-MOSFET)功率器件是一种基于传统沟槽式MOSFET(U-MOSFET)的一种改进型的沟槽式功率MOSFET。相比于传统U-MOSFET功率器件,它的开关速度更快,开关损耗更低,具有更好的器件性能。对于SGTM... 屏蔽栅MOSFET(Shielded Gate Trench MOSFET,缩写SGT-MOSFET)功率器件是一种基于传统沟槽式MOSFET(U-MOSFET)的一种改进型的沟槽式功率MOSFET。相比于传统U-MOSFET功率器件,它的开关速度更快,开关损耗更低,具有更好的器件性能。对于SGTMOSFET功率器件,沟槽底部的形貌对器件性能都有非常重要的影响。当SGT-MOSFET功率器件沟槽底部氧化膜出现空洞时,器件IDSS(漏源短路电流)将增大。SGT-MOSFET功率器件相比传统U-MOSFET功率器件的沟槽深度大大加深了,以往的沟槽清洗干燥工艺,沟槽底部易有水渍残留。水渍会导致底部氧化膜生长异常,产生空洞。调整沟槽清洗干燥工艺,晶圆在清洗干燥过程中,将晶圆脱离去离子水水面的速度降低,即可实现晶圆的充分干燥,摆脱水渍残留。 展开更多

关键词 集成电路制造 屏蔽栅沟槽型MOSFET IDSS DHF 工艺优化

下载PDF 职称材料