功率LDMOS的關鍵技術

Abstract

由於制程類似邏輯MOSFET, 而且又可作為功率元件, 橫向式二次擴散MOSFET(LDMOS) 在功率積體電路中極具潛力。 在一般的LDMOS 製程中, 基於元件絕緣上的考量晶片必須經過高溫氧化的處理過程, 如此將會造成晶片表面由於應力效應而產生的缺陷, 導致gete oxide品質的劣化, 尤 其在一般的製程處理上大都忽視了此項效應, 而導致製作出的的元件特性不佳。 本論文提出一個能夠除去此種缺陷的方法; 即於生長gate oxide前, 先以乾氧法生長 一層氧化層而后以蝕刻法將此氧化層移去, 藉以消除矽表面的缺陷。并且經由實驗證 明此法的確可以有效的消除矽表面的缺陷改良氧化層的品質。同時, 經由實驗亦證明 離子佈植對氧化層的耐壓會有不良的影響。此外我們并利用一製程模擬程式求得LDMO S 製程中的關鍵參數, 諸如通道的佈植劑量、擴散溫度以及時間。 最后, 我們利用前面所發展的關鍵技術試作LDMOS 元件, 以建立LDMOS 的製作技術。 同時, 我們提出一SPICE 電路模型來解釋所製元件的特性; 經由test Rey的測量我們 得知金屬和半導體接觸的區域由於不當的處理而導致Schotthy contact的形成。因此 在這模型中我們利用二個二極體來模擬金屬和半導體接觸的區域。此外利用一個電阻 來模擬漂移區的電阻, 并且用一個MOSFET來代替LDMOS 本體, 最后經由電腦模擬的結 果和實驗值的比較來說明退火(annealing) 過程的處理對LDMOS 的導通電阻功率消耗 有著極大的影響。