N溝道VDMOS器件材料選擇

蓋錫民，王震宇

(丹東安順微電子有限公司，遼寧 丹東 118002)

VDMOSFET屬于功率MOSFET，簡稱VDMOS。這種器件采用電壓控制方式，其特點是具有很高的輸入阻抗，良好的熱穩(wěn)定性以及很高的開關(guān)速度，因而得到了日益廣泛地應(yīng)用。在VDMOS器件制程中硅外延材料的選擇是制程中的第一步，也是十分重要的一步。由于是N溝道器件，選擇N(100)晶向的材料是十分必要的，它的表面的界面態(tài)密度較低［1］，所以幾乎所有的MOS器件都選擇這一晶向，對于非穿通型VDMOS器件而言，材料的另外兩個參數(shù)為外延層的電阻率ρ和外延層的厚度We如何選擇就成為問題的關(guān)鍵。

在滿足VDMOS器件的耐壓BVDS中起決定作用的是材料外延層的電阻率ρ。外延層的電阻率ρ越大，器件的耐壓值BVDS越高。如果外延層的電阻率選擇過大，雖然器件的耐壓值BVDS得到了充分的滿足，但VDMOS器件的導(dǎo)通電阻Ron也將變大，而VDMOS器件所期望的是在滿足耐壓BVDS的同時，導(dǎo)通電阻 Ron越小越好［5－6］，這就需要對特定參數(shù)的VDMOS器件，在制作時所選取的電阻率要恰到好處，在滿足耐壓BVDS的同時，電阻率不要過高。如果電阻率值選取太低，雖然導(dǎo)通電阻Ron較小，但耐壓BVDS就不能滿足器件的要求。

對于外延層厚度We的選擇，非穿通型VDMOS器件We要滿足P－區(qū)的縱向結(jié)深Xjp，最大反向耐壓時PN結(jié)的空間電荷區(qū)寬度Xmn，以及重摻雜襯底向外延區(qū)的自摻雜厚度Hf三者之和，在此基礎(chǔ)上稍有余量即可。如果We選擇太小，將會使VDMOS器件變成穿通型器件，耐壓值變低;We選擇太大，同樣會使器件的導(dǎo)通電阻Ron變大。

通常VDMOS器件中耐壓和電流值是非常重要的兩個參數(shù)，市場上在不同用途情況下VDMOS器件的這兩個參數(shù)的要求是多種多樣的，任何一家公司的產(chǎn)品都不可能包羅萬象，生產(chǎn)所有參數(shù)款項的產(chǎn)品。……