一种900V 大功率MOSFET 的工艺仿真设计

刘好龙，周 博

（中国电子科技集团公司第四十七研究所，沈阳110000）

1 引 言

高压功率MOSFET 器件具有优异的性能，在武器装备的研制过程不可或缺，它为机载、舰载、星用、导弹、雷达、卫星等军工设备提供驱动，其市场占有率高，并将逐渐持续增高。欧美国家对高性能MOSFET 产品进行技术垄断并对关键产品实行禁运，国内军工单位面临断货风险，自主研制势在必行。高压功率MOSFET 的制造工艺对产品的成功研制起着关键作用，因此对工艺进行仿真具有重大现实意义。为得到高可靠的半导体器件，需要反复进行工艺试验，最后确定最优的工艺条件，这一过程需要大量时间与金钱的投入；利用仿真技术，就不再需要反复的实际的工艺试验，只要通过工艺模拟就可达到目的，极大节省成本。因此，工艺模拟已成为半导体器件工艺设计、优化的一种重要工具，得到了快速的发展[1]。

2 工艺模拟

半导体工艺模拟是利用计算机技术对半导体生产加工过程中的各工艺条件、工艺步骤进行仿真，可求解出半导体器件内部的杂质分布和结构特性。在此以某型大功率MOSFET 的使用需求为例设计工艺及电学仿真方案。该器件工作电压为900V。采用仿真软件为Silvaco 和Synopsys。

2.1 外延材料工艺模拟

对于功率VDMOS，每个MOS 结构都有八部分电阻组成。对于高压器件，外延层漂移区的电阻以及JFET 区电阻对导通电阻起主要作用[2]。为充分优化漂移区厚度及电阻率的设计，需进行工艺仿真。

外延层厚度及电阻率的选取可事先通过理论计算的方式初步得出结论。……