本文關(guān)鍵詞：一種用于LED驅(qū)動(dòng)的橫向恒流器件設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 整流二極管(CRD) 場(chǎng)板 LED照明 RESURF 可靠性

【摘要】：LED發(fā)光效率高、安全環(huán)保、使用壽命長(zhǎng),在提倡低碳的今天受到廣泛關(guān)注,LED驅(qū)動(dòng)作為照明的關(guān)鍵也得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步,不同的照明需要使得各種功能的驅(qū)動(dòng)日漸成熟。在一些需要簡(jiǎn)單、長(zhǎng)時(shí)間照明的場(chǎng)所,如廠房、辦公室、家庭等等,成本較高的集成電路解決方案不利于控制成本,而采用整流器件的驅(qū)動(dòng)方式僅需要將市電全橋整流,再通過恒流器件限流即可直接驅(qū)動(dòng)LED燈具,成本十分低廉。本文主要的研究任務(wù)就是設(shè)計(jì)一款具有低成本高可靠性的整流二極管(CRD,Current Regulator Diode)。本文設(shè)計(jì)的CRD器件主要分為低溝道摻雜和高溝道摻雜兩種結(jié)構(gòu)。通過大量的仿真,對(duì)器件的柵長(zhǎng)度、阱注入、漂移區(qū)長(zhǎng)度等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,以提高器件的飽和壓降、電流飽和度以及耐壓。其中低溝道摻雜器件的柵極采用P+注入不推結(jié)的方式以實(shí)現(xiàn)更高的濃度與更小的結(jié)深,阱采用低濃度注入用于減小器件的飽和壓降,柵極添加了場(chǎng)板提高器件的電流飽和特性。在高溝道摻雜的器件設(shè)計(jì)中采用了double RESURF技術(shù)保證器件的耐壓,并采用更長(zhǎng)的柵來減小溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)對(duì)器件電流特性的影響。在版圖設(shè)計(jì)上,通過仿真確保了終端部分的耐壓以及寄生結(jié)構(gòu)不會(huì)影響到器件的正常工作。在可靠性方面,采用了雙層金屬、增大接觸孔面積的方式增加器件的導(dǎo)電面積,以減小電徙動(dòng)對(duì)器件的影響。通過雙層金屬布線,設(shè)計(jì)了導(dǎo)熱面積更大的封裝方式,使器件表面的散熱更好,減小芯片發(fā)熱引起器件失效的幾率。最終通過實(shí)驗(yàn)獲得了單層金屬結(jié)構(gòu)的CRD器件,其耐壓高于150 V,飽和壓降小于4 V,器件具有20 mA,30 mA,60 mA等不同的電流等級(jí),可以適用不同的應(yīng)用場(chǎng)合,并使用30 mA的CRD器件對(duì)LED進(jìn)行了點(diǎn)亮驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：整流二極管(CRD) 場(chǎng)板 LED照明 RESURF 可靠性
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM923.34
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題背景與研究意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)和研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 LED照明的發(fā)展10-11
• 1.2.2 LED驅(qū)動(dòng)的發(fā)展11-13
• 1.2.3 本文的主要工作13-15
• 第二章 CRD基本結(jié)構(gòu)與原理15-33
• 2.1 CRD的基本結(jié)構(gòu)15-21
• 2.1.1 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管15-18
• 2.1.2 耗盡型的LDMOS18-19
• 2.1.3 CRD的具體實(shí)現(xiàn)方式19-21
• 2.2 器件耐壓機(jī)理21-29
• 2.2.1 PN結(jié)的耐壓21-23
• 2.2.2 場(chǎng)板技術(shù)23-26
• 2.2.3 RESURF原理26-27
• 2.2.4 橫向器件的結(jié)終端技術(shù)27-29
• 2.3 CRD器件的失效29-31
• 2.3.1 電徙動(dòng)29-30
• 2.3.2 芯片發(fā)熱引起的失效30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 第三章 CRD器件仿真設(shè)計(jì)33-54
• 3.1 低溝道摻雜器件設(shè)計(jì)34-42
• 3.1.1 Nwell對(duì)器件特性的影響36-39
• 3.1.2 溝道長(zhǎng)度對(duì)器件特性的影響39
• 3.1.3 柵極場(chǎng)板對(duì)電流特性的影響39-41
• 3.1.4 漂移區(qū)長(zhǎng)度以及漏極場(chǎng)板對(duì)器件的影響41-42
• 3.2 高溝道摻雜器件設(shè)計(jì)42-48
• 3.2.1 Ptop對(duì)器件的影響45-46
• 3.2.2 溝道長(zhǎng)度對(duì)器件的影響46-47
• 3.2.3 柵場(chǎng)板對(duì)器件影響47-48
• 3.3 帶有負(fù)反饋結(jié)構(gòu)的器件設(shè)計(jì)48-51
• 3.4 器件的可靠性設(shè)計(jì)51-53
• 3.5 本章小結(jié)53-54
• 第四章 版圖設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果54-69
• 4.1 工藝流程54-58
• 4.2 版圖設(shè)計(jì)58-66
• 4.3 流片結(jié)果66-68
• 4.4 本章小結(jié)68-69
• 第五章 結(jié)論69-70
• 致謝70-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果74-76

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 喬明;莊翔;吳麗娟;章文通;溫恒娟;張波;李肇基;;Breakdown voltage model and structure realization of a thin silicon layer with linear variable doping on a silicon on insulator high voltage device with multiple step field plates[J];Chinese Physics B;2012年10期

2 胡夏融;張波;羅小蓉;姚國(guó)亮;陳曦;李肇基;;A new high voltage SOI LDMOS with triple RESURF structure[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);2011年07期

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本文編號(hào)：590792