東芝新開發的全隔離N溝道LDMOS在0.13微米類比功率半導體中實現高HBM穩固性和負偏壓高擊穿電壓

東京--()--(美國商業資訊)--東芝(TOKYO:6502)已成功研發出全隔離N溝道橫向擴散金屬氧化物半導體(LDMOS)技術,解決了負偏壓擊穿電壓(BVnb)和HBM穩固性(衡量抗靜電放電(ESD)性的指標)之間的權衡問題。該技術成果的詳情於2017年6月1日在功率半導體元件與積體電路國際研討會(ISPSD 2017)上公諸於眾,這是一場在日本舉行的IEEE功率半導體國際會議。

近年來,市場對搭載全隔離N溝道LDMOS且具備高BVnb的汽車類比IC和功率IC的需求日益增加,尤其是支援40V以上電壓的元件。直至今日,為了實現基板和裸晶內部的電氣隔離,仍需在獲得更高的BVnb與保證HBM穩固性之間進行權衡,而同時保證高BVnb和高HBM穩固性則需要更大尺寸的裸晶片。這阻礙了小型化和降低成本方面的進展。此外,由於HBM穩固性是一個難以估算的參數,需要實際地製造元件,因此,迫切需要一個評估HBM穩固性的新參數。

為了在盡可能縮小裸晶尺寸的同時解決HBM穩固性和BVnb之間的權衡問題,東芝對眾多參數進行了二維TCAD模擬並發現了電流集中度取決於HBM穩固性,電流集中度與汲極區(EUD)下的電場峰值相對應。因此,東芝透過調整各種參數,利用EUD最佳化裸晶特性,成功提高了HBM穩固性,同時實現了25-96V的額定電壓。從而使80V全隔離N溝道LDMOS產品的裸晶尺寸減少46%,滿足HBM +/-4kV的HBM穩固性指標。

東芝已運用新技術生產出採用BiCD-0.13G3製程的元件樣機,量產計畫於2018會計年度開始。公司將透過擴大提供全隔離N溝道LDMOS的產品陣容,積極致力於促進實現更輕便、更高效率的汽車,同時提高汽車性能。

*1 HBM(人體模型):一種表徵電子元件靜電放電(ESD)敏感性的模型,以人體的靜電放電為基礎。

*2 全隔離N溝道LDMOS:一種橫向擴散金屬氧化物半導體(MOS)電晶體,具備一種特殊結構,可透過在汲極與閘極之間進行完全電氣隔離,從而減少汲極與閘極之間的電場。

*3 EUD(汲極區電場):在汲源極下觀察到的電場強度。

*4 BiCD-0.13G3製程技術:東芝功率半導體製程技術之一。使用者可根據應用場合選擇適用的製程:BiCD-0.13G1/G2/G3主要用於汽車元件;CD-0.13G3主要用於馬達控制驅動器; CD-0.13G1/G2主要用於電源管理IC。

關於東芝

東芝公司是一家《財星》雜誌全球500大企業,致力於將其在先進電子和電氣產品及系統方面的一流能力運用於三大重點業務領域:更為清潔和安全的維持日常生活的能源業務;保持生活品質的基礎建設業務;以及實現先進的資訊社會的儲存業務。在東芝集團的基本承諾「為了人類和地球的明天」的指引下,東芝竭力推動全球業務,並致力於實現一個讓子孫後代可以享有更加美好的生活的世界。

東芝於1875年在東京成立,如今已成為一家有著550家附屬公司的環球企業,全球擁有超過188,000名員工,年銷售額逾5.6兆日圓(500億美元)。(截至2016年3月31日)

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