功率MOS場效應(yīng)晶體管電參數(shù)指標中規(guī)定的電參數(shù)一般分為三大類:直流參數(shù)、交流參數(shù)和極限參數(shù)。直流參數(shù)包括:漏源擊穿電壓BVDSS,靜態(tài)漏源導通電阻RDS(on),柵閾值電壓VGS(th),正向跨導gfs等;交流參數(shù)包括:輸入電容Ciss、輸出電容Coss,反向傳遞電容Crss,開關(guān)時間ton、ts、tf等;極限參數(shù)包括:連續(xù)電流ID和脈沖漏電流IDM,最大耗散功率PD,柵源電壓VGS,單脈沖雪崩耐量EAS等。
功率MOS場效應(yīng)晶體管的設(shè)計任務(wù)就是根據(jù)用戶使用要求,確定主要電學參數(shù)指標,設(shè)計出滿足參數(shù)指標要求的縱向參數(shù)、橫向參數(shù)和熱學參數(shù)。
功率MOS場效應(yīng)晶體管在實際設(shè)計過程中,主要從以下幾個方面進行設(shè)計:功率MOS場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)設(shè)計、功率MOS場效應(yīng)晶體管的主要電參數(shù)設(shè)計、功率MOS場效應(yīng)晶體管的工藝設(shè)計以及功率MOS場效應(yīng)晶體管的零部件設(shè)計。
由產(chǎn)品電參數(shù)指標可知,該產(chǎn)品具有漏源擊穿電壓(BVDSS)、導通電阻低、電流容量高、耗散功率大、抗靜電擊穿能力強等特點。產(chǎn)品具有電壓控制、快開關(guān)速度、易并聯(lián)以及電參數(shù)溫度穩(wěn)定性高。非常適合應(yīng)用于開關(guān)電源、馬達驅(qū)動、逆
表1 產(chǎn)品電參數(shù)指標(25℃)
外延區(qū)電阻率:
漏源擊穿電壓越大,外延層摻雜濃度越小 (電阻率越大),對于平行平面結(jié),外延層摻雜濃度為:
但是,在實際VDMOS結(jié)構(gòu)中,PN結(jié)并不是理想的平行平面結(jié),采用平面擴散或離子注入工藝制備的PN結(jié)邊緣為柱面結(jié)或球面結(jié),由于不可避免的邊緣效應(yīng),盡管有各種終端結(jié)構(gòu),仍不能避免PN結(jié)提前擊穿。因此,在設(shè)計中我們必須留出充分的余量,在計算中將BV乘以一個系數(shù)K。通常當漏源擊穿電壓大于200V時,K取0.7。所以上式變?yōu)椋?/p>
產(chǎn)品電參數(shù)指標給出的漏源擊穿電壓的下限為500V,考慮20%的裕量,設(shè)計漏源擊穿電壓值為600V,帶入(2)式計算得到N外延層摻雜濃度Nb=3.24×1014 cm-3。
根據(jù)摻雜濃度與電阻率的關(guān)系,外延層電阻率設(shè)計為:
所設(shè)計的外延層電阻率的范圍為:
14Ω.cm<ρ<16Ω.cm
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