間斷式陽極結構

（i）結構規劃

圖4.6 所示為間斷式陽極結構[21]，此種結構陽極端的部分已經改為沿著元 件寬度方向實現，N⁺陽極取代一部分區段的P⁺陽極。所以陽極端便由N⁺陽極區 段與 P⁺陽極區段重複地組成，因此稱為間斷式陽極結構。因此，除了 P⁺陽極長 度Lp與N⁺陽極長度Ln為多出的結構參數外，其餘結構部份均與傳統LIGBT 結 構相同。所以我們補充兩個結構參數，如表4.4 所示，其餘參數則沿用表 4.1 與 表4.2 的參數即可。因此，增加的參數部分與陽極短路結構相同。

尺寸參數 參數說明

Lp P⁺陽極長度 Ln N⁺陽極長度

表4.4 間斷式陽極結構補充尺寸參數規劃表

由於間斷式陽極結構的改變是沿著寬度方向的結構，除了表面的N⁺區域與 P⁺區域的變動外，依然符合 RESURF 結構。因此，與陽極短路結構相同，均可 沿用傳統LIGBT 結構的參數。此種結構亦不需要額外的光罩。

圖4.6 間斷式陽極結構規劃圖

（a）結構圖（b）俯視圖

（ii）導通特性

圖4.7 所示為間斷式陽極結構的電子流與電洞流路徑說明。當陽極端偏壓不 大時，電子從通道流經漂移區後到達陽極端，便沿著P⁺陽極到達N⁺陽極，此時 為LDMOS 的導通機制。隨著陽極端電壓增壓，電子流沿著 P⁺陽極到N⁺陽極所 造成的壓降將使得 P⁺/N-buffer 順偏，造成 P⁺陽極注入電洞至漂移區，產生漂移 區的傳導調變現象，降低了漂移區阻值，所以元件導通電阻亦降低。上述的導通 機制與陽極短路結構相似，除了電子流向的不同，所以間斷式陽極結構亦存在負 電阻效應。

圖4.7 斷式陽極結構的電子流與電洞流路徑圖

（iii）元件關閉速度的改善與面積的減小

當元件由導通切換至關閉時，其特性與陽極短路結構亦相同，均是加入N⁺ 區域來移除電子，減少關閉時間。雖然間斷式陽極結構與陽極短路結構均加入了 N⁺區域來改善元件關閉速度。然而，間段式陽極結構的優點是可以節省元件的面 積，因為陽極端結構沿著元件寬度形成，而 N⁺陽極所佔用的面積，相較於陽極 短路結構，使用較少的面積，有較好的面積使用效率。

除此之外，間斷式陽極結構使用了較小的N⁺陽極區域的面積，和陽極短路 結構關閉速度比較之下卻有同量級的改善，這是因為N⁺陽極的位置處於和P⁺陽 極平行的地方，而不像陽極短路結構的N⁺陽極是放置於P⁺陽極之後，所以對於 移除電子有較佳的效率。元件關閉時，移除的電子依然會沿著 P+陽極離開的現 象，造成件關閉時還有不必要的電洞注入漂移區。因此，還是會有曳尾效應

（Current tail）的存在，然而，隨著 N⁺陽極長度的增加，曳尾效應將逐漸消失。

間斷式陽極結構的P⁺陽極與N⁺陽極的比例均會影響到元件關閉時間與導通 電阻。較長的 P⁺陽極比例會有較好的注入效率，較小的導通電阻，卻需要較長

的關閉時間。而較長的 N⁺陽極比例需要較少的關閉時間。因此，在導通電阻與 元件關閉時間之間的取捨可以簡單地利用P⁺陽極與N⁺陽極的比例來調整。通常 我們以P⁺陽極長度Lp對N⁺陽極長度Ln的比值的改變來觀察其特性變化。