射頻LDMOS的擊穿電壓與靜電保護(hù).pdf

1、橫向高壓功率器件LDMOS(Lateral Diffused Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Ttransistor)以其高耐壓、高增益、高跨導(dǎo)、寬動(dòng)態(tài)范圍、低失真和易于與低壓電路工藝兼容等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于射頻功率集成電路中。射頻大功率LDMOS由于具有P、L波段以上的工作頻率和高的性價(jià)比而成為3G手機(jī)基站射頻放大器的首選器件。如今LDMOS已經(jīng)發(fā)展到了第五代，設(shè)計(jì)者們都在努力的通過(guò)改變器件的

2、結(jié)構(gòu)或者工藝來(lái)提高器件的整體性能。因此，本文在頻率特性和電學(xué)特性滿足使用要求的情況下，主要集中在可靠性的研究方面。 本文利用二維器件模擬軟件ISE，建立了射頻LDMOS器件的模型，比較了射頻LDMOS器件的擊穿電壓和襯底濃度、漂移區(qū)濃度、溝道區(qū)濃度的關(guān)系，分析了RESURF技術(shù)原理，驗(yàn)證了RESURF技術(shù)對(duì)提高LDMOS擊穿電壓的作用。最后，通過(guò)對(duì)各個(gè)參數(shù)的模擬比較，得到了優(yōu)化的射頻LDMOS結(jié)構(gòu)，在大量模擬實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，最終為

3、射頻LDMOS的設(shè)計(jì)奠定了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。 射頻LDMOS可靠性的研究主要從兩個(gè)方面進(jìn)行。一方面是從擊穿電壓方面研究，擊穿電壓是射頻LDMOS一個(gè)重要的電學(xué)參數(shù)，同時(shí)也是器件可靠性的一個(gè)重要方面，我們主要從結(jié)構(gòu)上進(jìn)行調(diào)整，使器件的擊穿電壓滿足使用要求，同時(shí)分析了RESURF技術(shù)原理，討論了擊穿電壓和襯底濃度、漂移區(qū)濃度、溝道區(qū)濃度的關(guān)系。另一方面是從ESD方面進(jìn)行研究，由于靜電放電引起的局部電熱擊穿也是LDMOS可靠性關(guān)鍵的一個(gè)方面，

4、在論文中主要討論了電熱擊穿的基本機(jī)理和在不增加器件尺寸的情況下不同的LDMOS結(jié)構(gòu)在提高二次電流方面的作用。 我們?cè)诙S器件模擬軟件ISE平臺(tái)下，采用RESURF技術(shù)，提出了在器件內(nèi)部嵌入一個(gè)寄生晶閘管的橫向雙擴(kuò)散MOSFET(ESCR-LDMOS)結(jié)構(gòu)。模擬了基于REStJRF技術(shù)的RF-LDMOS的頻率參數(shù)(ft、gm)、電學(xué)參數(shù)(Vt、Idss、BVds)和反應(yīng)可靠性的雪崩擊穿電壓(BVds)和二次電流(I12)。文中重點(diǎn)