Optimierung der elektrischen Eigenschaften von lateralen ...

Zusammenfassung
Diese Dissertation befasst sich mit dem Design, der Modellierung, der Simulation
und der Charakterisierung neuartiger lateraler Hochvolt‐Superjunction‐Bauelemente
mit Anwendungen in Smart‐Power‐ICs. Zum Zweck eines optimalen Designs, insbe‐
sondere zur Vermeidung des parasitären Effektes der Substratverarmung, wie er in
lateralen Superjunction‐Bauelementen auf Basis der Siliziumtechnologie auftritt,
werden zwei unterschiedliche Superjunction‐Strukturen mit jeweils optimaler Geo‐
metrie und optimalem Dotierprofil vorgeschlagen. Mit Hilfe von dreidimensionalen
Simulationen auf der Grundlage des Drift‐Diffusions‐Modells werden Voraussagen
über die statischen und dynamischen Eigenschaften beider Bauelementestrukturen
getroffen. Darüber hinaus werden die Auswirkungen der geometrischen Abmessun‐
gen, der Designmuster sowie der nichtidealen Kompensationsgrade auf das
Bauelementeverhaltens untersucht.
Abstract
This dissertation deals with the design, modelling, simulation and characterization of
novel high voltage lateral superjunction power MOSFETs intended for applications
in smart power integrated circuits. With a view to an optimized design, in particular
to avoiding the parasitic effect of “substrate depletion” inherent in the implementa‐
tion of the lateral superjunction MOSFETs in bulk silicon technology, two different
structural designs with optimum device geometry and doping profile are proposed.
Three‐dimensional simulations based on the drift‐diffusion model are carried out to
predict the performance of the two device structures under static and dynamic
operating conditions. In addition, the influence of geometry, design patterns and
non‐ideal charge balance conditions on the device behaviour is investigated.