VDMOS器件仿真设计实验_第一次实验报告剖析

1、Uahrarolty if Elactrei Ic Scltftu ini Technilio if Chiu半导体功率器件与智能功率IC实验学生姓名：田瑞学 号：201422030143指导教师：乔明一、实验室名称：211楼803工作站二、实验项目名称：半导体功率器件与智能功率IC实验VDMO器件仿真设计实验三、实验原理：对于阈值电压的调节，可以改变氧化层厚度，氧化层厚度越大，栅对沟道的 控制能力越弱，阈值电压越大。也可以增大沟道区掺杂浓度，浓度越大，沟道区 越难反型，阈值电压越大。MEDICI的使用流程：器件结构预先确定器件结构构造网格MEDICI 输入 文件Device Structur

2、e Specificati onSolution SpecificationIn put/Output四、实验目的:通过实验，了解VDMO器件的结构，掌握VDMO器件的设计方法，熟悉MEDICI 软件的使用。五、实验内容：完成一种600VVDMO器件完整的设计仿真工作，其指标达到预定要求。其中, 主要针对器件耐压、阈值电压、跨导、开态特性进行仿真优化，确定栅氧厚度、 沟道浓度、栅长、漂移区掺杂、漂移区厚度等重要的浓度和结构参数。衬底n+换成p+,再仿真器件的转移特性和击穿特性，比较与 VDMO区别，并 分析原因。VDMO指标要求：BV 600VVt 23VVG 20V max 六、实验器材（设

3、备、元器件） ：MEDICI软件七、实验步骤：title VDMOSassign name=nd n.val=1e14assign name=pwell n.val=2e18assign name=dpwell n.val=1.2assign name=tepi n.val=35assign name=ld n.val=6mesh smooth=1x.mesh width=ld h1=0.10y.mesh n=1 L=-0.1y.mesh n=3 L=-0.017y.mesh n=4 L=0y.mesh depth=dpwell h1=0.05y.mesh depth=tepi-dpwell

4、h1=0.05 h2=0.05 h3=1y.mesh depth=0.5 h1=0.05y.mesh depth=0.1 h1=0.05region name=si siliconregion name=sio y.max=0 oxideelectrod name=gate x.min=1 x.max=ld-1electrod name=source x.max=0.6 y.max=0electrod name=source x.min=ld-0.6 y.max=0electrod name=drain y.min=tepi+0.5$ n drift $profile region=si n-

5、type n.peak=nd uniform$ p-well $profile region=si p-type n.peak=pwell+nd xy.ratio=0.4 x.min=0 x.max=1.5 y.junction=dpwellprofile region=si p-type n.peak=pwell+nd xy.ratio=0.4 x.min=ld-1.5 x.max=ld y.junction=dpwell$ n+/p+ source $profile region=si p-type n.peak=1e20 xy.ratio=0.4 x.min=0 x.max=0.4 y.

6、junction=0.4profile region=si n-type n.peak=1e20 xy.ratio=0.4 x.min=0.5 x.max=1 y.junction=0.2profile region=si p-type n.peak=1e20 xy.ratio=0.4 x.min=ld-0.4 x.max=ld y.junction=0.4profile region=si n-type n.peak=1e20 xy.ratio=0.4 x.min=ld-1 x.max=ld-0.5 y.junction=0.2$ drain $profile region=si n-typ

7、e n.peak=1e20 uniform x.min=0 y.min=tepi y.max=tepi+0.5regrid ignore=sio doping logarith ratio=1 smooth=1 cos.angle=0.8$ gate material $contact name=gate n.polysisave out.f=vdmos.mesh$ plot $plot.2d grid fill scale title= the orignal girdplot.2d boundary scale junction fill title=the junction profil

8、esplot.1d doping y.start=0.01 y.end=0.01 title=surface doping log y.logplot.1d doping y.start=0.01 y.end=0.01 title=surface dopingplot.1d doping y.start=3 y.end=3 title=y=3 doping log y.logplot.1d doping y.start=3 y.end=3 title=y=3 dopingplot.1d doping x.start=3 x.end=3 title=x=3 doping log y.logplo

9、t.1d doping x.start=3 x.end=3 title=x=3 doping八、实验数据及结果分析：器件模型：r(1宙卩x jih片DSttanii flAtewtiVDMO的BV特性曲线:更改参数后BV为642V阈值电压曲线:更改参数后阈值电压为2V衬底n+换成p+时:BV为620V阈值电压为2.45V九、实验结论：1、由BV特性曲线的比较可知，增大击穿电压 BV可以采用的方法有增大漂移 区浓度与厚度。2、由阈值电压曲线的比较可知，增大氧化层厚度和增大沟道区掺杂浓可以有 效地增大阈值电压。3、当衬底n+换成p+时，击穿电压BV有所减小，阈值电压无明显变化。当集电极Collector加正偏压时，J2结反偏，J1结正偏，电压主要降落在J2 结的N耗尽区，因为J1结的存在且为正偏，使得N区域承受耐压的面积有所减少， 故器件可以承受的电压也有所减少。