基于Verilog-A的LDMOS器件建模方法的研究.pdf

1、LDMOS器件具有耐高壓、驅(qū)動能力強(qiáng)和易與 CMOS工藝技術(shù)兼容等優(yōu)點，因而在開關(guān)電源、汽車電子、工業(yè)控制、家用電器等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。近年來，對LDMOS模型的研究逐漸增多，但相比于常規(guī)的MOS器件，LDMOS在應(yīng)用中所觀察到的一些特殊的物理現(xiàn)象使其建模相對困難。因此，建立準(zhǔn)確的LDMOS器件模型顯得非常重要。
　　本課題通過對LDMOS器件結(jié)構(gòu)和物理特性進(jìn)行分析，在物理推導(dǎo)的基礎(chǔ)上，采用近似方法處理，建立半經(jīng)驗的緊湊型模型

2、。為了將更多精力用于建模本身而非過多關(guān)注仿真器的接口問題，縮短模型開發(fā)周期，本文用Verilog-A語言來實現(xiàn)LDMOS模型。
　　本文工作主要有以下幾點：
　　1、介紹了LDMOS模型的概況、器件建模語言的發(fā)展歷史以及Verilog-A語言建模的優(yōu)點。
　　2、考慮到模型的實現(xiàn)方法，分析了器件建模語言 Verilog-A的結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)過程，包括語法結(jié)構(gòu)、模型加載、輸入數(shù)據(jù)處理、中間數(shù)據(jù)計算和模型運算等。以一個0.18

3、um25 V BCD工藝為例，闡述了LDMOS器件的結(jié)構(gòu)和工藝流程，重點介紹了LDMOS器件區(qū)別于普通MOS器件的橫向雙擴(kuò)散溝道以及漂移區(qū)結(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上詳述了LDMOS工作于高壓狀態(tài)時的一些特殊的物理現(xiàn)象，例如準(zhǔn)飽和效應(yīng)和自加熱效應(yīng)。
　　3、在分析了LDMOS特殊效應(yīng)的基礎(chǔ)上，通過物理推導(dǎo)和近似處理，建立半經(jīng)驗的LDMOS模型，包括準(zhǔn)飽和效應(yīng)模型和自加熱效應(yīng)模型。LDMOS建模難點在于漂移區(qū)建模，漂移區(qū)在柵極電壓和漏極電壓都

4、很小時，電阻幾乎不變，可看做常數(shù)電阻，隨著柵極電壓和漏極電壓增大，漂移區(qū)電阻隨之變化，可將漂移區(qū)等效為一個受柵極電壓和漏極電壓控制的受控電阻。對自加熱效應(yīng)，則采用熱阻熱容網(wǎng)絡(luò)模型，并在此基礎(chǔ)上加以簡化，主要考慮熱阻對電流的影響。對于建好的LDMOS模型，在BSIM4的Verilog-A模型的基礎(chǔ)上，修改源代碼，加入準(zhǔn)飽和效應(yīng)模型和自加熱效應(yīng)模型。最后，用模型提取軟件MBP（Model Builder Program）對LDMOS模型進(jìn)行