Optimierung der elektrischen Eigenschaften von lateralen ...

88 Kapitel 4 Statisches Verhalten von SJ‐LDMOS‐Transistoren
_________________________________________________________________________________________________________________
erkennbar, dass sich die Durchbruchspannung der ungleichförmigen SJ bei solchen
Abweichungen nicht so drastisch reduziert wie bei der gleichförmigen SJ. Diese
geringere Sensitivität der Spannungsfestigkeit gegen gestörten Ladungsausgleich
deutet auf eine Besonderheit der ungleichförmigen Säulenauslegung, worauf im
nächsten Abschnitt näher eingegangen wird.
Auch gemäß Gl. (4.8) ist eine Reduktion des Durchlasswiderstandes durch Erhöhung
der Dicke der Driftzone d, oder, mit anderen Worten, der Höhe der p‐Säulen
möglich. Abb. 4.20 zeigt RDS(on)⋅A und U(BR)DSS in Abhängigkeit von der Driftzonentiefe
d. Bei kleinen Driftzonentiefen nimmt RDS(on)⋅A offenbar bei gleichzeitigem Anstieg
von U(BR)DSS ab. Erst wenn die Driftzonentiefe über einen kritischen Wert von ca. 15
µm erhöht wird, kommt es ebenfalls zur Verschlechterung der Blockierfähigkeit des
Bauelements. Dabei sinkt RDS(on)⋅A weiterhin, sein Verlauf zeigt aber geringere Sen‐
kungen, da der Stromfluss beim SJ‐LDMOS in der Regel oberflächennah erfolgt. Die
Einwirkung der Driftzonentiefe auf U(BR)DSS lässt sich anhand der Abbildungen 4.21
und 4.22 anschaulich erklären. Wenn die Driftzone nicht zu tief ist (d < 12 µm),
kommt es lange vor dem Erreichen des Durchbruchs an einem pn‐Übergang zu einer
Verarmung an Ladungsträgern in dieser Driftzone. Somit findet der Durchbruch am
n + n‐Übergang statt. Eine weitere Vergrößerung der Driftzonentiefe verschiebt den
Durchbruch vom n + n‐Übergang auf dem vertikalen pn‐Übergang vom Substrat in die
Driftzone, an dem die Durchbruchspannung ihren Höchstwert hat. Beim Über‐
schreiten des kritischen Werts (d ≈ 15 µm) wird die Wechselwirkung des vertikalen
pn‐Überganges mit den lateralen pn‐Übergängen weniger wirksam, was wiederum
den oberflächennahen Durchbruch entweder am Übergang der p‐Basis in die n‐
Driftzone oder am Übergang der p‐Säulen in die n‐Driftzone eintreten lässt und
damit die Durchbruchspannung verringert.