ประเทศญี่ปุ่น สารกึ่งตัวนำ บริษัท

โตเกียว–โตชิบา อิเล็กทรอนิกส์ Devices & Storage Corporation (“Toshiba”) และ Japan Semiconductor Corporation (“Japan Semiconductor”) ได้ร่วมกันสาธิตวิธีการปรับปรุงในเวลาเดียวกันทั้งความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของ MOS แบบกระจายสองชั้นด้านข้างแรงดันสูง (LDMOS) ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของ ไอซีแอนะล็อกที่ใช้ในการใช้งานด้านยานยนต์ที่หลากหลาย เช่น ไดรเวอร์ควบคุมมอเตอร์ ในขณะที่การพัฒนายานยนต์ด้วยพลังงานไฟฟ้าดำเนินไป รวมถึงการปรับใช้ระบบช่วยเหลือผู้ขับขี่ขั้นสูง (ADAS) ในวงกว้างขึ้น โตชิบาและเจแปน เซมิคอนดักเตอร์ จะสามารถนำเสนอการออกแบบเซลล์ LDMOS ที่ได้รับการปรับปรุงตามแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการได้

รายละเอียดของความสำเร็จได้รับการรายงานที่งาน International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICs 2021 (ISPSD 2021) ซึ่งได้รับการสนับสนุนจาก IEEE ซึ่งจัดขึ้นทางออนไลน์

มีการแลกเปลี่ยนในการออกแบบ LDMOS ระหว่างความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพ เป็นที่ทราบกันดีว่าความทนทานต่อการคายประจุไฟฟ้าสถิต (ESD) ซึ่งวัดโดยใช้แบบจำลองร่างกายมนุษย์ (HBM) นั้นได้รับการปรับปรุงโดยการเพิ่มอัตราส่วนแบ็คเกต^*1 เพื่อปราบปรามการกระทำสองขั้วกาฝากด้านข้าง^*2ซึ่งลดระดับความคลาดเคลื่อนของ HBM อย่างไรก็ตาม การเพิ่มอัตราส่วนแบ็คเกตยังช่วยเพิ่มความต้านทาน ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพลดลง จนถึงปัจจุบัน นักออกแบบ LDMOS ยังต้องสร้างสมดุลระหว่างความทนทานต่อ HBM กับค่าความต้านทานแบบ on-resistance ที่สูงขึ้น

Toshiba และ Japan Semiconductor ประเมินความคลาดเคลื่อนของ HBM ใน LDMOS และไม่พบการเพิ่มขึ้นที่เกิน 80V แม้ว่าอัตราส่วนแบ็คเกตจะเพิ่มขึ้นก็ตาม ในการจำลอง 2D TCAD พวกเขาพบว่านี่เป็นเพราะการปรากฏตัวของการกระทำแบบสองขั้วแบบปรสิตแนวตั้งควบคู่ไปกับการกระทำแบบไบโพลาร์ด้านข้างซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่จะช่วยให้นักออกแบบมีอิสระมากขึ้นในการตั้งค่าพารามิเตอร์สำหรับ HBM และอัตราส่วนแบ็คเกต

โดยใช้การค้นพบนี้ร่วมกับก เทคโนโลยี พัฒนาโดยโตชิบาคอร์ปอเรชั่นที่ปรับพารามิเตอร์การออกแบบเซลล์ให้เหมาะสมนอกเหนือจากอัตราส่วนแบ็คเกต^*3โตชิบาและญี่ปุ่นเซมิคอนดักเตอร์เสนอวิธีการในการปรับปรุงความทนทานต่อ HBM และปราบปราม on-resistance ใน 80V และ LDMOS ที่สูงกว่า ซึ่งมีความทนทานต่อ HBM และไม่มีการพึ่งพาอัตราส่วนแบ็คเกต ซึ่งครอบคลุมอุปกรณ์ที่ใช้ในเครื่องยนต์ ระบบบังคับเลี้ยว และระบบยานยนต์อื่นๆ และจะช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพด้านพลังงาน

โตชิบามีกลุ่มผลิตภัณฑ์ LDMOS ของแรงดันไฟฟ้าที่หลากหลายสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย และกำลังพัฒนาเทคโนโลยีกระบวนการรุ่นที่ห้าที่จะรวมหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนที่ฝังอยู่ (eNVM) และไอซีแอนะล็อกแรงดันสูง

Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation และ Japan Semiconductor Corporation มุ่งมั่นที่จะวิจัยและพัฒนากระบวนการเซมิคอนดักเตอร์ซึ่งมีส่วนช่วยในการใช้พลังงานต่ำและความน่าเชื่อถือสูง

ใน LDMOS แรงดันต่ำ การกระทำสองขั้วของกาฝากด้านข้างมีความโดดเด่น
ใน LDMOS ไฟฟ้าแรงสูง การกระทำสองขั้วแบบปรสิตในแนวตั้งมีความโดดเด่น