| 传统MOSFET是一种常见的器件结构，具有稳定可靠的特点。微碧半导体以优质的外延材料和精密的工艺流程，生产出质量稳定的传统MOSFET器件。这些器件经过严格的质量控制和测试，确保其稳定性和可靠性，能够满足各种应用的需求。 沟槽（Trench）MOSFET是一种新型垂直结构的MOSFET器件，通过对传统平面MOSFET结构进行优化发展而来。相比于传统结构，Trench MOSFET将沟槽深入硅体内，可以并联更多的元胞，从而降低导通电阻（Ron），实现更大电流的导通和更宽的开关速度。 在研究和分析中发现，外延杂质对器件的Ron和击穿电压（BVDSS）有影响，通过优化设计可以降低Ron。此外，沟槽的深度和宽度也对器件的性能有影响，通过调整结构可以获得更低的Ron和更高的BVDSS。本研究设计开发了一种100VN中压Trench MOSFET器件，并通过仿真和实验对器件的设计进行验证。在此过程中，对影响器件击穿电压、阈值电压和导通电阻的结构和工艺参数进行了研究，分析了器件的电性现象，并利用仿真软件描述了微观的物理图像，以更深入地理解器件性能变化的机制。 通过在外延硅内部刻蚀形成沟槽结构，在体区形成垂直导电沟道，从而并联更多元胞，降低导通电阻。在设计中，定义了外延层掺杂浓度、厚度、元胞尺寸、沟槽深度、沟槽宽度、源极接触宽度、源极接触深度、栅氧化层厚度、体区注入剂量和源区注入剂量等参数。 在保持其他参数不变的情况下，沟槽深度的变化会影响沟槽底部电场分布和积累层电阻，进而影响器件的BVDSS和Ron。VBsemi通过实验和仿真研究发现，在一定范围内，沟槽深度与BVDSS呈正相关关系，即随着深度的增加，BVDSS也增加，但在一定深度后BVDSS开始降低。这是因为随着深度的增加，沟槽底部电场强度增加，达到临界场强后会引起PN结雪崩击穿，导致BVDSS降低。同时，沟槽深度的增加会降低漂移区电阻，从而降低Ron。 体区注入剂量对于BVDSS和Ron也有影响。实验和仿真结果显示，BVDSS与注入剂量呈弱相关性，而Vth则随着注入剂量的增加而升高。这是因为Vth主要由栅氧化层厚度和体区注入剂量共同决定，且与这两个因素均为正相关关系。对于Ron而言，随着注入剂量的增加，体区结深和沟道电阻增加，从而导致Ron的升高。 栅氧化层厚度的变化对于BVDSS和Vth也有影响。实验和仿真结果显示，BVDSS随着厚度的增加而略微上升，但变化幅度不大。而Vth则与厚度呈强相关性，即随着厚度的增加，Vth升高。对于Ron而言，随着厚度的增加，Ron也有所增加，但增幅较小。 总结 综上所述，沟槽深度、体区注入剂量和栅氧化层厚度都对Trench MOSFET的性能有影响。通过优化这些结构和工艺参数，可以获得更低的Ron、更高的BVDSS和更好的器件性能。 |
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