虫虫首页|资源下载|资源专辑|精品软件
登录|注册
首页 > 电子学院 > 器件参数 > VMOSFET内部结构及原理

VMOSFET内部结构及原理

时间:2013-03-11      关键字:VMOSFET,内部结构,   
VMOSFET内部结构及原理
 VMOSFET内部结构及原理

MOS 器件在刚开始阶段一直用于小功率电路,自从 VMOS 技术被移植到 MOS 功率器件后,使得半导体功率器件得到很大突破: MOSFET 虽然漏极电流可达到数安培,漏源电压也可达到 IOOV 以上,但由于漏源导通电阻大、频率特性差、硅片面积利用率低等缺点,使得 MOSFET 在功率上有很大限制。 VMOSFET 保留了 MOSFET 的全部优点,而且具有短沟道、高电阻漏极漂移区和垂直导电电路等特点,大大提高了器件的耐压能力、电流处理能力和开关速度,使 MOS 器件从小功率范围跨进大功率器件行列。现在为止, VMOSFET 的耐压水平已经提高到 I000V 以上,电流处理能力能达到几百安培。 VMOSFET 具有 VVMOS 、 VDMOS 两种结构:



上图画出了 VVMOS 管的结构示意图,这种结构是在 N +衬底的 N 一外延层上,先后进行 P 型区 N +型区两次扩散,然后利用晶体硅的各向异性刻蚀技术,造出 V 型槽。槽的开口深度由开口宽度决定,槽壁与硅平面成 54.70 度角。沟道长度由扩散的深度差决定,在 1 一 2 微米之间。漏极从芯片的背面引出。这种结构第一次改变了 MOSFET 的电流方向,电流不在是沿表面水平方向流动,而是从 N +源极出发,经过与表面成 54 . 7 度的沟道流到 N 一漂移区,然后垂直地流动到漏极。


VDMOS 结构介绍:



上图简单画出了 VDMOS 管的结构示意, VDMOS 管主要应用在大功率场合。 VDMOS 的意思是垂直导电双扩散结构,与 VVMOS 管不同,它不利用 V 型导电槽构成导电沟道,而是利用两次扩散形成的 P 型区和 N +型区,在硅片表面处的结深度之差形成导电沟道。电流在沟道内沿表面流动,然后垂直地被漏极接收。 VDMOS 是 MOS 管大功率化迈出的一大步。

vDMos 管的衬底是重搀杂单晶硅片,其上外延生长一个高阻 N 一型层[最终成为漂移区,该层电阻率以及外延厚度决定了器件的耐压水平]

,在 N-外延上经过 P 型和 N 型的两次扩散,形成 N+_N-_P_N+结构。如果在 P 型区做金属欧姆接触电极,就构成了双极型 NPN 晶体管,实际上, P 区并不直接引出电极,而是形成一个 MOS 栅结构。若电流 Id 从N+漏极沿图中的虚线经过N-区流向N+源极时,间隔着一个 P 型体区,由两次扩散形成的结深度差形成沟道。栅极为零偏压时, Id 被 P 型体区阻隔,漏源之间的电压 VdS 加在 P_N-反向结上,整个器件处于阻断状态。当栅极正偏压超过闽值电压 Vt 时,沟道由 P 型变成 N+区型,这个反型的沟道成为了 Id 的电流通道,整个器件又处于导通状态。它依靠 N+型沟道来导电,所以称之为 N 沟道 VDMOS 管。若将各个半导体层型全部更换称反型,就得到 P 沟道 VDMOS 管。因为电子的迁移率比空穴高三倍左右,从而减小导通电阻或增加导通电流,或减小硅面积都常用 N 沟道工艺。若需要 P 沟道器件时,成本价格都会比较局。



来顶一下 66

相关资源

相关源码

全站搜索: