随着集成电路技术的不断发展,功率器件的研究也受到广泛关注,新型功率器件不断涌现,特别是由于MOS栅功率器件的出现,引发了功率集成电路(PICs:Power Integrated Circuits)的概念,即将功率器件和逻辑控制电路集成在单一芯片上。这对于提高电子系统的可靠性和缩小系统体积是有益的。 高电压的功率器件和低电压的集成电路器件之间的隔离问题是PICs研究的重点之一。SOI(Silicon-on-Insulator)技术以其理想的介质隔离性能,相对简单的隔离工艺,可以在PICs中以较简单的工艺实现功率器件和逻辑电路之间的完全电隔离。SOI PICs不仅较一般介质隔离PICs在工艺上更为优越,而且与结隔离PICs和自隔离PICs相比具有更好的隔离性能。而且,SOI CMOS技术也以更小的结面积、更好的亚阈值特性等优点,有望成为高速、低功耗和高可靠集成电路的主流技术。因此,随着SOI材料制备技术的日益成熟,SOI PICs将成为重要的PICs。 SOI功率器件SOI PICs的重要组成部分,其性能和工艺兼容性等直接影响着SOI PICs的性能。国外许多科研机构与公司都在致力于此,许多SOI功率器件已经开始走向实用化。但是目前国内在SOI器件方面的研究主要集中在抗辐射方面,而在SOI功率器件方面尚未进行深入的探索。鉴于此,本文开展了SOI功率器件的研究工作。主要包括: 首先,基于二维泊松方程的求解,给出了SOI RESURF(Reduced Surface Field)结构的解析物理模型。计算了漂移区顶层硅中表面电势和电场分布与器件参数的关系,合理解释了表面横向电场呈U形分布的原因。根据解析模型,研究了各个参数对于器件击穿电压的影响,解释了击穿电压随漂移区长度饱和的现象。解析结果与MEDICI数值模拟和实验结果相符。 其次,利用共享电荷原理,更直观地解释了SOI RESURF的内在物理机制,将其归结为水平pn结与垂直类MOS电容结构的电荷耦合,引入参数λ表征