双扩散法制造E/DMOS结构分析

信息来源: 时间:2020-12-4

双扩散法制造E/DMOS结构分析

双扩散法,简称DMOS工艺。衬底采用P-硅片(称为χ衬底),这样低浓度的P-型衬底,更容易制成N沟道耗尽型MOS器件。为了要制成增强型器件,可先在源区扩散硼,使其变成P区,然后再进行磷扩散,做成源、漏区。这样,从源到漏的杂质分布为N+-P-P--N+,增强型N沟道的阈值电压由扩散P区的杂质浓度决定,源漏之间的有效沟道长度,也由杂质扩散来调节。在源区没有进行P型杂质扩散的N沟道MOS管,就是耗尽型的。如图6-24所示。

E/DMOS结构

这种结构具有以下几点好处:

①增强型MOS沟道区的杂质分布不均匀,越靠近源区杂质浓度越高。因此,沟道内的可动载流子的分布也不均匀,当源处产生载流子时,漏处已有大量载流子产生。所以DMOS器件的导通电流比普通MOS的要小。因而,对于一定的导通电阻,可采用更小尺寸的栅面积,从而使输入电容较小。

②增强型MOS器件的阈值电压可由P扩散区控制,使器件参数选择有更大的灵活性。

③由于沟道长度由扩散来确定,因此1μm的沟道长度是容易获得的。

④采用χ衬底,还可使结电容减小,使载流子的表面迁移率增大等优点;同时还可减小由于输出电压引起的背面栅效应。

双扩散工艺的缺点是不能得知增强型器件精确的沟道长度,因为紧靠表面下边的横向扩散的大小,在实际工作中要精确计算是比较困难的。

除了上述三种制造E/DMOS电路的方法以外,还可以采用外延和隔离扩散来制造E/DMOS,但工艺显得复杂。在这些方法中,用离子注入制造E/DMOS最为方便,最为有效。

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