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李阳教授团队在功率半导体器件研究中取得新进展

发布:山东大学融媒体中心 日期:2026年04月20日 点击数:

[本站讯]集成电路学院李阳教授团队联合刘超教授团队、济南大学团队提出一种具有超低导通电阻的横向双扩散金属氧化物场效应晶体管(LDMOS)器件结构,在保证器件工艺兼容性的前提下,实现了击穿电压和导通电阻的同步提升,综合性能达到世界先进水平。相关成果以“An UltralowRon,spAccumulation LDMOS with High Process and Application Compatibility”为题发表于功率器件领域期刊IEEE Electron Device Letters,李阳教授为该项工作的通讯作者。

LDMOS具有耐压能力强、电流密度大、可集成的优点,是电源管理芯片、驱动芯片等高压集成电路不可或缺的核心元器件,对相关芯片的性能具有关键性影响,广泛应用于各类电气设备的电源系统,对我国能源转换效率和节能减排具有重要作用,其关键核心技术研究受到了学术界和产业界的广泛关注。该工作针对LDMOS的耐压能力和导通电阻两大相互制约的关键指标,提出了一种同步优化改进的设计技术。

超低导通电阻积累型LDMOS器件结构示意图及耐压能力和导通电阻测试结果

团队针对LDMOS器件漂移区掺杂浓度使器件耐压能力和导通电阻此消彼长、无法同时提升的关键问题,提出利用感应电荷代替杂质电离电荷控制器件载流子和电场分布的策略,通过引入连接系统VDD的积累电极控制浮空感应场板,使其在器件耐压状态下感应负电荷、调制电场分布,在器件导通状态下感应正电荷、感应增加漂移区载流子浓度,从而实现器件的击穿电压和导通电阻同步提升,突破了耐压能力和导通电阻相互制约的问题。基于600V耐压等级的LDMOS实验结果显示,器件在关态下实现了均匀的电场分布,耐压能力提升11.7%,同时,器件工作于VDD= 600V系统的导通电阻降低了60.1%,器件综合性能(FOM)提升211.1%达到世界先进水平。该新型器件结构与现有制备工艺完全兼容,同时也与系统应用兼容,相比其他技术在成本和兼容性方面具有明显的优势,对未来功率器件发展具有重要推动作用。

该工作得到了国家自然科学基金、山东省泰山学者人才工程、山东省高等学校青年创新团队等项目的支持。


【供稿单位:集成电路学院     作者:李阳    责任编辑:蒋晓涵 胡昊楠】