高压功率VDMOSFET的设计与研制
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2．2 阈值电压
影响阈值电压的因素主要是P-body浓度NA，栅氧化层厚度tox和栅氧化层的面电荷密度Qss，主要通过调整P阱注入剂量和推阱时间来调节阈值电压Vth。
此外，栅氧化层厚度tox受栅源击穿电压的限制，tox≥VGS／EB，SiO2的临界电场EB一般为5×106～107 V／cm；由此算得tox的值为30 nm～60 nm；由于P-body为非均匀掺杂，VTH难于用公式准确计算，因此栅氧化层厚度tox和pbody浓度的最佳值需借助于计算机仿真优化来确定。
2．3 导通电阻
对于功率VDMOSFET器件，在不同耐压下，各部分电阻占导通电阻的比例是不同的。对于高压VDMOSFET器件，漂移区(外延层)电阻RD和JFET区电阻RJ是主要的。
因此，本设计在满足耐压的情况下，采用穿通型结构，以减小外延层厚度，并适当增加JFET区的宽度，从而减小RD与RJ。
2．4 开关时间
优化开关时间的方法包括两个方面：减小多晶硅栅的电阻RG和减小输入电容Cin。在输入电容中，密勒电容CGD是主要的影响因素。
减小多晶硅的电阻RG可以在工艺过程中提高多晶硅的掺杂剂量，在版图设计过程中增加栅极多晶硅与栅极铝引线的接触孔；减小输入电容Cin主要是减小密勒电容CGD，即要增加栅氧化层厚度tox，这会加大阈值电压VTH，因而需要折中考虑。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/187730.htm
3 横向结构设计
3．1 元胞结构选取
由于正三角形元胞的电场容易集中，导致漏源击穿电压的降低；六角形元胞的对角线与对边距的比值为，小于方形元胞的对角线与边长的比值，电流分布的均匀性好，曲率效应小；圆形元胞牺牲率(即A’／Acell，其中A’为元胞边缘结合处电流不能流过的无效区面积，Acell为元胞总面积)大于六角形元胞。
因此，本文所设计的500 V高压VDMOSFET器件采用正六角形“品”字排列的元胞结构。
3．2 栅电极结构
功率VDMOSFET由很多小元胞单元并联组成。而由于栅极多晶硅电阻的存在，使得在一定的栅极偏压下，离栅极压焊点较远的元胞沟道不能充分开启。因此，为了降低栅电极材料电阻的影响，通常将栅极压焊点处的金属引伸到离压焊点较远的元胞单元处。本文所设计的功率管从压焊点处引伸3条金属条并与下面的多晶硅相接触。
3．3 结终端结构设计
传统的场板与场限环相结合的结终端结构如图3所示。设计时，如果场板和保护环的间距过大，场板下的耗尽层扩展到保护环之前PN结就首先击穿，保护环将起不到作用。
本文研究的新型结终端结构(如图3所示)，是采用场板覆盖保护环的方式，避免了传统场板与场限环结构的设计难题，而使其简单化。
这种结构在版图设计上通过增加铝场板的长度来实现，比较容易控制，使得金属覆盖过离主结最近的场限环，它不仅起到了场板和场限环的效果，又避免了传统结构在场板的边缘产生新的电场峰值，避免了电压在场板边缘和场限环之间的提前击穿。
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