射频LDMOS器件结构和ESD保护研究

摘要

本文使用器件模拟软件ISE，建立了射频LDMOS的器件模型，比较了射频LDMOS器件的击穿电压和衬底浓度、漂移浓度、沟道浓度的关系，通过对各个参数的模拟比较，得到了优化的射频LDMOS结构，在大量模拟实验的基础上，为最终射频LDMOS的设计奠定了数据基础。 文章使用二维器件模拟软件ISE，模拟并研究了RF-LDMOS栅漏电容Cgd和栅源电容Cgs与栅源电压Vgs及漏源电压Vds的关系；研究了栅氧化层厚度，漂移区浓度，沟道区浓度等参数对Cgd的影响。 本文研究了60 V-LDMOS器件在ESD（electrostatic discharge）应力下的击穿机理，并分析比较了目前流行的LDMOS器件的静电保护结构：深漏极的双RESURF结构、SCR-LDMOS结构、HST-LDMOS结构，提出了适合我们自己开发的LDMOS的静电保护方案。 本文提出并研究了采用双RESURF技术的槽栅横向双扩散MOSFET（DRTG-LDMOS）。与传统的LDMOS器件结构相比，新结构在相同的漂移长度和导通电阻下，击穿电压提高了60 V，并表现出优异的频率特性。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1 LDMOS器件概述

1.1.1功率器件发展

1.1.2 LDMOS的器件结构和特点

1.1.3 LDMOS器件的研究进展

1.2 LDMOS的研究方向

1.2.1击穿特性的改善

1.2.2可靠性提高

1.2.3频率特性的改善

1.3本论文的研究意义和研究内容

第二章射频LDMOS击穿特性研究

2.1 RESURF技术在提高LDMOS击穿电压中的应用

2.1.1 RESURF技术

2.1.2 LDMOS击穿电压模拟分析

2.2内场限环技术

2.3场板技术

2.4喙栅结构

2.5本章小结

第三章LDMOS射频特性研究

3.1 LDMOS电容特性

3.2影响LDMOS器件电容特性的因素

3.2.1栅氧化层厚度对电容的影响

3.2.2沟道区浓度对电容的影响

3.2.3漂移区浓度对电容的影响

3.2.4漏极电压对栅漏电容的影响

3.2.5栅极电压对栅漏电容的影响

3.3 LDMOS跨导特性

3.3.1栅氧化层厚度和跨导的关系

3.3.2漂移区浓度对跨导值的影响

3.3.3沟道掺杂浓度对跨导极值的影响

3.4 LDMOS器件结构的优化

3.5 本章小结

第四章LDMOS的新结构

4.1器件结构

4.2 DRTG-LDMOS器件特性分析与比较

4.2.1击穿特性

4.2.2栅的制作工艺流程

4.2.3频率特性

4.3本章小结

第五章LDMOS器件的热击穿和静电保护结构

5.1 LDMOS的热击穿机理和特性

5.1.1 LDMOS的热击穿机理

5.1.2 LDMOS和MOS在ESD过程中的差异

5.2 LDMOS的保护结构

5.2.1漏加深的双RESURF结构

5.2.2 SCR-LDMOS

5.2.3 HST-LDMOS

5.3 ESD保护中的钳位方案

5.4本章小结

第六章结束语

致谢

参考文献

发表文章、获奖情况及参加项目