Optimierung der elektrischen Eigenschaften von lateralen ...

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Kapitel 3 Laterale Superjunction‐Leistungstransistoren
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2
( ) 2
L ⋅ L ⋅b
L
⋅ = =
D D D
RDS ( on)
A
q⋅µ n⋅ND⋅bn⋅d qµ nNDd (3.15)
Setzt man ND aus Gl. (3.14) in das Ergebnis (3.15) ein, so lautet unter der Annahme,
dass U(BR)DSS ≈ Ekrit ·LD ist, die Gleichung für das Silizium‐Limit des SJ‐LDMOS‐
Transistors:
2
bU ⋅
DS ( on)
⋅ = ⋅
2 µ n
2
( BR) DSS
3 εSi
krit
R A
⋅ ⋅E ⋅d
bzw. in quantitativer Näherung nach Anhang A.3
RDS
( on)
⋅ A
= 2,
6 ⋅10
2
Ω ⋅ cm
11 12
−1
−9 ⎛ b ⎞ ⎛ d ⎞ ⎛ ( BR)
DSS
⋅ ⎜ ⎟
⎝ cm ⎠
⋅ ⎜ ⎟
⎝ cm ⎠
U
⋅ ⎜
⎝
V
⎞
⎟
⎠
179 72
(3.16)
(3.17)
Das bedeutet, dass für den SJ‐LDMOS ein niedriges Silizium‐Limit erzielt werden
kann, wenn die Streifen ausreichend schmal sind, weil die Verschmälerung der
Streifen laut Gl. (3.14) mit einer Anhebung der Driftzonendotierung ND verbunden
ist. Der Vergleich des Ergebnisses (3.17) mit Gl. (3.11) führt zu der Schlussfolgerung,
dass die Streifenbreiten von
b
bn = bp = < 0, 47d
(3.18)
2
zur Überwindung des Silizium‐Limits von RESURF‐Bauelementen mit gleicher
Driftzonentiefe wie SJ‐Bauelemente erforderlich sind. Abb. 3.15 vergleicht graphisch
die durch die drei geschilderten Bauelementekonzepte erreichbaren Silizium‐Limits
bei gleicher Driftzonentiefe (d = 15 µm). Man erwartet, dass SJ‐LDMOS‐Transistoren
mit äußerst schmalen Streifen (bn = bp