Abstract
功率元件的發展趨勢在於將耐高壓和高電流的功率元件與低壓元件整合製作在單一晶片，為了這個目的，我們必須將傳統垂直式的高壓元件結構改良成橫向型的元件。 本文是利用立生半導體公司所提供的製程，設計模擬耐壓60V以上的功率電晶體，方法是利用Tsuprem4和Medici等模擬軟體，研究不同的結構參數和製程參數，對元件特性的影響，以使功率元件的設計能達到最佳化。並且利用實際製造出來的元件做量測分析與模擬比較，探討模擬的準確度和改進方法。 此外由於功率元件在抗ESD的表現上，有時往往比短通道、低電壓製程的MOS還不如，所以我們利用相同的製程，模擬設計SCR結構的元件，用以作為高壓元件的ESD保護，以增加功率元件的可靠度。 最後我們利用BSIMPro做元件的參數萃取，作為Hspice電路模擬所需的參數。 本論文的第二章是對功率元件的發展做一完整的回顧，藉此瞭解功率元件發展的方向和改良方法。第三章討論功率元件工作原理，藉此瞭解元件崩潰的機制和操作原理，藉此從觀察電性量測瞭解其中的物理現象，其中特別探討的重點在於元件的崩潰特性和電阻模型。第四章前半部我們討論ESD的原理，和防護元件的製作方法和原理，後半部利用立生公司的製程，利用電腦軟體模擬，ESD防護元件，探討其結構和電性表現。第五章我們從元件的製造流程，探討元件的結構設計和光罩規劃，第六章則從製程參數和結構參數分析比較，使元件的電性表現能最佳化，並利用BSIMPro萃取元件參數。第七章則為結論，為此篇論文作個總結。