射頻LDMOS的擊穿電壓與靜電保護.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、寬動態(tài)范圍、低失真和易于與低壓電路工藝兼容等優(yōu)點，廣泛應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比而成為3G手機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，設計者們都在努力的通過改變器件的

2、結(jié)構(gòu)或者工藝來提高器件的整體性能。因此，本文在頻率特性和電學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，驗證了RESURF技術(shù)對提高LDMOS擊穿電壓的作用。最后，通過對各個參數(shù)的模擬比較，得到了優(yōu)化的射頻LDMOS結(jié)構(gòu)，在大量模擬實驗的基礎(chǔ)上，最終為

3、射頻LDMOS的設計奠定了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。 射頻LDMOS可靠性的研究主要從兩個方面進行。一方面是從擊穿電壓方面研究，擊穿電壓是射頻LDMOS一個重要的電學參數(shù)，同時也是器件可靠性的一個重要方面，我們主要從結(jié)構(gòu)上進行調(diào)整，使器件的擊穿電壓滿足使用要求，同時分析了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)鍵的一個方面，

4、在論文中主要討論了電熱擊穿的基本機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。 我們在二維器件模擬軟件ISE平臺下，采用RESURF技術(shù)，提出了在器件內(nèi)部嵌入一個寄生晶閘管的橫向雙擴散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)、電學參數(shù)(Vt、Idss、BVds)和反應可靠性的雪崩擊穿電壓(BVds)和二次電流(I12)。文中重點