線性變摻雜漂移區(qū)LDMOS導通電阻和溫度特性研究.pdf

1、隨著半導體結構和工藝等方面的研究和集成電路(IC)設計與優(yōu)化技術的進一步前進，高壓功率器件越來越成為不可或缺的元器件基礎?？梢栽谕粔K芯片上用功率器件和邏輯控制模塊組成特定的系統(tǒng)來實現(xiàn)所需要的功率集成電路(PIC)的性能，這在保證系統(tǒng)的穩(wěn)定、能量利用率的提升、制造成本的下降以及減小器件的體積等方面具有很大的優(yōu)勢和進一步改進與發(fā)展的空間。高壓功率LDMOS器件可以承受較高的漏源電壓，并且在設計開關電路以及在高頻率、高溫度的條件下性能優(yōu)異，

2、LDMOS器件的三個電極位于器件的上表面，這有利于制造互補金屬氧化物半導體構成的具有記憶功能的模塊相關工藝。因此，這種器件在通信系統(tǒng)、雷達系統(tǒng)等多個領域有著重要而廣泛的應用。
　　 LDMOS的源區(qū)和漏區(qū)之間有一個低摻雜大電阻的耐壓區(qū)，稱為漂移區(qū)(Drift Region)，這個區(qū)域使器件在應用時更加穩(wěn)定，高頻性能良好，寄生BJT效應和溝道長度變短時產(chǎn)生的影響顯著減弱。有研究表明：當漂移區(qū)為線性(Linear)變摻雜時，器件能夠

3、承受更高的漏源電壓。但是較低的導通電阻對于提高器件性能也是不可或缺的。相關研究表明，隨著漂移區(qū)摻雜濃度的上升，載流子濃度大幅度上升，導通電阻明顯減小，但擊穿電壓的變化就需要具體問題具體分析了。因此通過研究，使器件的性能達到最優(yōu)化，從而使其更好地應用于高壓集成電路設計等重要領域，這就離不開建模、仿真、工藝等程序。本文將重點研究線性變摻雜漂移區(qū)LDMOS電學和溫度特性，并將其與均勻摻雜漂移區(qū)LDMOS的對應性能進行對比。
　　 本文

4、首先對高壓功率器件及電路的發(fā)展及特點進行了概述；對LDMOS的相關研究領域的技術進展進行了總結；最后介紹了LDMOS器件及相關集成電路在移動通信、雷達技術等領域的應用。
　　 其次對線性變摻雜漂移區(qū)LDMOS的制造工藝以及擊穿電壓、飽和電流、閾值電壓等電學特性進行了分析和模擬，并和均勻摻雜漂移區(qū)LDMOS的對應性能參數(shù)進行了對比和分析，得出線性變摻雜漂移區(qū)LDMOS的電學特性優(yōu)于均勻摻雜漂移區(qū)LDMOS的結論。
　　 再

5、次，對線性變摻雜漂移區(qū)LDMOS的導通電阻進行了建模，通過計算、推導，得出其解析模型，用MATLAB軟件對總導通電阻以及漂移區(qū)四個等效電阻與橫向線性變摻雜系數(shù)a之間的關系進行了模擬，然后用MEDICI軟件對器件特性進行了模擬，根據(jù)模擬結果得出a取不同值時的導通電阻的值。然后對兩種軟件的模擬結果進行了對比驗證，二者基本一致。因此所建立的模型具有實用性。
　　 本文最后對線性變摻雜漂移區(qū)LDMOS的導通電阻、擊穿電壓、閾值電壓等電學