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Experimental validation of the "FLoating Island" concept: a 95 volts vertical breakdown voltage FLIDiode
S.ALVES, F.MORANCHO, J.M.REYNES, J.MARGHERITTA, I.DERAM, K.ISOIRD
CIP, FREESCALE
Revue Scientifique : IEE Proceedings Circuits Devices & Systems, Vol.153, N°1, pp.53-60, Octobre 2005 , N° 04107
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105333Experimental validation of the "floating islands" concept: realization of low on-resistance FLYMOS" transistors
S.ALVES, F.MORANCHO, J.M.REYNES, J.MARGHERITTA, I.DERAM, K.ISOIRD, B.BEYDOUN
ISGE, FREESCALE, LPM Liban
Revue Scientifique : European Physical Journal - Applied Physics, Vol.32, N°1, pp.7-13, Octobre 2005 , N° 06206
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106421Technological realization of low on-resistance FLYMOsTM transistors dedicated to automotive applications
S.ALVES, F.MORANCHO, J.M.REYNES, J.MARGHERITTA, I.DERAM, K.ISOIRD, H.TRANDUC
CIP, FREESCALE
Manifestation avec acte : 11th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE'2005), Dresde (Allemagne), 11-14 Septembre 2005, 10p. , N° 05236
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104529Functional stress degradations on trench MOS transistors: two-dimensional simulations & analysis
B.BEYDOUN, M.ZOAETER, F.MORANCHO, J.P.CHARLES
LPM Liban, CIP, Université de Metz
Revue Scientifique : Journal of Active and Passive Electronic Devices, Vol.1, N°1, pp.13-28, 2005 , N° 05493
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104525De nouvelles limites pour le compromis "résistance passante spécifique/tenue en tension" des composants unipolaires de puissance
F.MORANCHO
CIP
Habilitation à diriger des recherches : Habilitation, Université Paul Sabatier, Toulouse, 1er Décembre 2004, 89p., Président: G.ABLART, Rapporteurs: JP.CHANTE, J.MILLAN, Examinateurs: A.DERAM, A.PEYRE-LAVIGNE, C.SCHAEFFER, Directeur de thèse: JL.SANCHEZ , N° 04649
Lien : http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010475
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Résumé
Le compromis entre la résistance passante spécifique et la tenue en tension a toujours été un point pénalisant les performances statiques des structures MOS de puissance conventionnelles. Depuis 1997, de nouveaux concepts, tels que la Superjonction, la U-diode et la FLI-diode, sont apparus pour dépasser les limites conventionnelles du silicium, qui apparaissaient depuis une vingtaine dannées comme infranchissables . Deux de ces concepts sont issus de nos travaux de recherche : il sagit de la U-diode et de la FLI-diode qui font lobjet de ce mémoire. Ces deux diodes ont été étudiées et leur principe de fonctionnement a été appliqué aux composants MOS de puissance latéraux et verticaux. Concernant les composants facilement intégrables, cest-à-dire essentiellement les composants MOS latéraux, le concept le plus intéressant est celui de la U-diode : dans la gamme des basses tensions de claquage (en dessous de 100 Volts), plusieurs structures, nommées LUDMOS, présentent un excellent compromis entre résistance passante spécifique et tenue en tension proche et même parfois meilleur que la limite du silicium. Concernant les composants MOS verticaux, préférentiellement utilisés en tant que composants discrets, cest le concept de la FLI-diode qui est apparu le plus prometteur . En effet, les composants FLIMOS verticaux présentent des tenues en tension supérieures à celle de la jonction plane et des résistances passantes spécifiques fortement améliorées et inférieures à la limite du silicium. La réalisation technologique du premier transistor FLIMOS 80 Volts pour lélectronique automobile du futur (batteries 42 Volts) a permis la validation de ce concept. Grâce à ces nouveaux concepts, de nouvelles limites pour le silicium ont été définies : la limite conventionnelle est désormais dépassée. Les solutions innovantes proposées ont donc montré que le silicium avait encore de lavenir dans le domaine des composants et de lintégration de puissance.
Abstract
The specific on-resistance / breakdown voltage trade-off has always penalized static performance of conventional power MOS devices. Since 1997, new concepts, such as Superjunction, U-diode and FLI-diode, appeared in order to overcome the conventional silicon limits who seemed to be insuperable during the last 20 years. Two of these concepts (U-diode and FLI-diode) have been studied in this work and applied to lateral and vertical power MOSFETs. The most interesting concept for lateral MOSFETs is the U-diode concept : at low voltage range (below 100 Volts), several structures, named LUDMOS, exhibit an excellent specific on-resistance / breakdown voltage trade-off close to (and sometimes below) the silicon limit. The most interesting concept for vertical MOSFETs is the FLI-diode concept : actually vertical FLIMOSFETs exhibit breakdown voltages higher than that of the plane junction and specific on-resistances lower than the silicon limit. The technological realization of a 80 Volts FLIMOSFET for automotive applications has allowed the validation of this concept. Thanks to these new concepts, new limits have been defined for silicon : the conventional limit is now overcomed. The innovative solutions proposed have then shown that silicon still has a future in the power devices and integration field
Mots-Clés / Keywords
Transistor MOS de puissance; Résistance passante spécifique (Ron*S); Tenue en tension; Limite du silicium; Power MOSFET; Specific On-resistance; Breakdown voltage; Silicon limit;
Rapport final d'avancement des travaux dans le cadre du laboratoire commun, Laboratoire Circuits Intégrés de Puissance SMARTMOS
M.BAFLEUR, A.CAZARRE, J.M.DILHAC, J.M.DORKEL, C.GANIBAL, H.GRANIER, K.ISOIRD, A.MARTY, N.MAURAN, F.MORANCHO, N.NOLHIER, B.ROUSSET, D.RAMIS, G.SARRABAYROUSE, E.SCHEID, P.TOUNSI, H.TRANDUC, L.ALLIRAND, F.BERGERET, L.BERTOLINI, J.L.CHAPTAL, A.DERAM, I.DERAM, E.HEMON, P.HUI, C.LOCHOT, B.LOPES, J.MARGHERITTA, B.PETERSON, P.RENAUD, J.M.REYNES, M.ZECRI, S.ALVES, I.BERTRAND, P.BESSE, A.FEYBESSE, J.P.LAINE, L.MONTAGNER-MORANCHO, O.PERAT, S.ROUX, C.SALAMERO, J.B.SAUVEPLANE, O.GONNARD
2I, TEAM, CIP, TMN, FREESCALE, LCIP2
Rapport de Contrat : Contrat LCIP N°1411684-00, Novembre 2004, 78p. , N° 04651
Non diffusable
103042Transistor FLYMOS TM : nouveau composant MOS vertical de puissance
F.MORANCHO, J.M.REYNES, S.ALVES, I.DERAM, B.LOPES
LCIP2, FREESCALE, CIP
Rapport LAAS N°04559, Octobre 2004, 2p.
Non diffusable
102850Validation expérimentale du concept des "îlots flottants": réalisation d'une FLIdiodes verticale 95 volts
S.ALVES, F.MORANCHO, J.M.REYNES, J.MARGHERITTA, I.DERAM, K.ISOIRD
FREESCALE, CIP
Manifestations avec acte à diffusion limitée : Seminario Annual de Automatica, Electronica Industrial e Instrumentacion. Electronique de Puissance du Futur (SAAEI-EPF'04), Toulouse (France), 15-17 Septembre 2004, 4p. , N° 04515
Diffusable
102791Caractéristiques électriques simulées et expérimentales de composants Schottky en tranchées
F.LANOIS, F.MORANCHO
ST, CIP
Manifestations avec acte à diffusion limitée : Seminario Annual de Automatica, Electronica Industrial e Instrumentacion. Electronique de Puissance du Futur (SAAEI-EPF'04), Toulouse (France), 15-17 Septembre 2004, 4p. , N° 04514
Diffusable
102789Experimental validation of the "FLoating Island" concept: a 95 volts vertical breakdown voltage FLIDiode
S.ALVES, F.MORANCHO, J.M.REYNES, J.MARGHERITTA, I.DERAM, K.ISOIRD
CIP, FREESCALE
Manifestations avec acte à diffusion limitée : 7th International Seminar on Power Semiconductors (ISPS'04), Prague (République Tchèque), 31 Août - 3 Septembre 2004, pp.47-50 , N° 04107
Diffusable
102562