用于制备高压LDMOS器件的方法及器件技术方案

推广标签：【企业介绍】【技术专家】【科技成果】  

---

高压LDMOS器件技术解析

技术概况：功率半导体器件可定义为能够进行电能处理的半导体器件。电能处理又叫功率处理，包括功率管理、功率放大、变压、变流和变频等。对于功率器件，由于驱动电路简单等诸多好处，因此在高压功率集成电路(HVIC)中得到了广泛的应用。面对高电压与高电流的环境下，现有技术中的半导体器件容易损坏。为了获得更优越的性能，如高击穿电压、低导通电阻，许多新型的LDMOS器件技术被提出，以适用于不同的工作电压范围。低的导通电阻有助于混合信号集成电路中开关和驱动器的输出功率和效率的提高。随着便携式电源管理和汽车电子市场的快速增长，击穿电压与导通电阻之间的折衷已经成为低压LDMOS发展的重要课题。用于制备高压LDMOS器件的方法及器件技术方案，对高压LDMOS器件的漂移区进行了有针对性的设计，设计了一种新型的漂移区局部线性掺杂工艺，并为此定制化开发了一套光刻版通过设计光刻版即掩膜版的尺寸和间隔宽度，适当降低了漂移区两个击穿点发生位置的离子掺杂浓度。与传统线性掺杂法相比，在击穿点位置对应的漂移区区域的离子掺杂浓度进行了局部调整，降低了击穿点位置对应的漂移区区域的离子掺杂浓度。进而使漂移区击穿点位置的耐压强度得到提升，场板结构高压LDMOS器件获得较为均匀的横向电场分布，进而提高器件击穿电压。

 创新关键词：【低导通电阻设计】开发阶梯式场板结构（Stepped Field Plate），通过优化电场分布，在击穿电压800V下实现比导通电阻，功率损耗降低。采用复合外延层技术，载流子迁移率提升。【高可靠性工艺】创新双注入RESURF技术，横向耐压均匀性提升。引入原子层沉积（ALD）钝化层，界面态密度降，抗静电能力。【智能集成方案】配套开发单片集成驱动IC，通过3D TSV封装实现智能功率模块（IPM）体积缩小，系统效率提升。搭载温度-电流自适应调节算法，实时监控结温波动，动态调整安全工作区，故障率降低。

描述前景：产品应用领域工业电源、新能源汽车、5G通信、智能电网、消费电子等，替代进口产品，具价格优势。应用于光伏逆变器可使系统转换效率提升1.2%，单台100kW设备年发电量增加。牵头制定《高压LDMOS器件可靠性测试规范》团体标准，定义动态雪崩能量（EAS）、热阻（Rth）等关键指标。采用无铅化封装工艺，通过RoHS 3.0认证，单颗器件碳足迹较传统工艺降低。技术所属细分领域功率半导体器件（属电力电子核心元器件）；技术层级为第三代半导体应用技术（列入国家03专项重点支持方向），入选工信部《重点新材料首批次应用示范指导目录》。作为国内掌握800V级Si/SiC混合集成LDMOS技术突破车规级高压芯片“卡脖子”难题，技术稀缺性，据相关专业预测，高压功率半导体全球市场规模使国产化加速：中国功率半导体自给率将从2023年30%提升至2025年50%，对应LDMOS器件年需求超50亿颗。

目前该技术产品已进入华为数字能源、比亚迪半导体供应链。成长预期2025年建成12英寸特色工艺产线，目标3年内国内车规级LDMOS市占率突破25%，并取得德国TÜV功能安全认证（ISO 26262）。打破国际巨头在超高压领域的技术垄断。