高压大电流DMOS外延区电阻率设计

功率MOS场效应晶体管电参数指标中规定的电参数一般分为三大类：直流参数、交流参数和极限参数。直流参数包括：漏源击穿电压BVDSS，静态漏源导通电阻RDS(on)，栅阈值电压VGS(th)，正向跨导gfs等;交流参数包括：输入电容Ciss、输出电容Coss，反向传递电容Crss，开关时间ton、ts、tf等；极限参数包括：连续电流ID和脉冲漏电流IDM，最大耗散功率PD，栅源电压VGS，单脉冲雪崩耐量EAS等。

功率MOS场效应晶体管的设计任务就是根据用户使用要求，确定主要电学参数指标，设计出满足参数指标要求的纵向参数、横向参数和热学参数。

功率MOS场效应晶体管在实际设计过程中，主要从以下几个方面进行设计：功率MOS场效应晶体管的结构设计、功率MOS场效应晶体管的主要电参数设计、功率MOS场效应晶体管的工艺设计以及功率MOS场效应晶体管的零部件设计。

由产品电参数指标可知，该产品具有漏源击穿电压（BVDSS）、导通电阻低、电流容量高、耗散功率大、抗静电击穿能力强等特点。产品具有电压控制、快开关速度、易并联以及电参数温度稳定性高。非常适合应用于开关电源、马达驱动、逆

变器、斩波器、音频放大器以及高能量脉冲电路。

表1 产品电参数指标（25℃）

外延区电阻率：

漏源击穿电压越大，外延层掺杂浓度越小 （电阻率越大），对于平行平面结，外延层掺杂浓度为：

但是，在实际VDMOS结构中，PN结并不是理想的平行平面结，采用平面扩散或离子注入工艺制备的PN结边缘为柱面结或球面结，由于不可避免的边缘效应，尽管有各种终端结构，仍不能避免PN结提前击穿。因此，在设计中我们必须留出充分的余量，在计算中将BV乘以一个系数K。通常当漏源击穿电压大于200V时，K取0.7。所以上式变为：

产品电参数指标给出的漏源击穿电压的下限为500V，考虑20％的裕量，设计漏源击穿电压值为600V，带入（2）式计算得到N外延层掺杂浓度Nb=3.24×1014 cm-3。

根据掺杂浓度与电阻率的关系，外延层电阻率设计为：

所设计的外延层电阻率的范围为：

14Ω.cm＜ρ＜16Ω.cm