Existují dva hlavní typy DMOS, vertikální dvojitě difuzní polovodičový tranzistor s efektem polovodičového pole s oxidem kovu VDMOSFET (vertikální dvojitý difuzor MOSFET) a boční dvojitě difuzní tranzistor s polovodičovým polem s oxidem kovu LDMOSFET (laterální dvojitě difúzně tavený MOSFET). LDMOS je široce přijímán, protože je snazší být kompatibilní s technologií CMOS. LDMOS
LDMOS (laterálně rozptýlený polovodič oxidu kovu)
LDMOS je výkonové zařízení s dvojitě rozptýlenou strukturou. Tato technika je implantace dvakrát do stejné oblasti zdroje/drénu, jedna implantace arsenu (As) s vyšší koncentrací (typická implantační dávka 1015 cm-2) a další implantace boru (s menší koncentrací (typická implantační dávka 1013 cm-2)). B). Po implantaci se provede vysokoteplotní pohon. Vzhledem k tomu, že bór difunduje rychleji než arsen, bude dále difundovat podél laterálního směru pod hranicí brány (P-jamka na obrázku), čímž vytvoří kanál s koncentračním gradientem a jeho délka kanálu je určena rozdílem mezi dvěma bočními difuzními vzdálenostmi . Aby se zvýšilo průrazné napětí, existuje mezi aktivní oblastí a odtokovou oblastí driftová oblast. Driftová oblast v LDMOS je klíčem k návrhu tohoto typu zařízení. Koncentrace nečistot v driftové oblasti je relativně nízká. Když je tedy LDMOS připojen k vysokému napětí, oblast driftu díky vysokému odporu odolá vyššímu napětí. Polykrystalický LDMOS zobrazený na obr. 1 zasahuje do polního kyslíku v oblasti driftu a funguje jako polní deska, která oslabí povrchové elektrické pole v oblasti driftu a pomůže zvýšit průrazné napětí. Velikost desky pole úzce souvisí s délkou desky pole [6]. Aby byla polní deska plně funkční, je třeba navrhnout tloušťku vrstvy SiO2 a zadruhé délku polní desky.
Zařízení LDMOS má substrát a v substrátu se vytvoří zdrojová oblast a vypouštěcí oblast. Na části substrátu mezi zdrojovou a odtokovou oblastí je poskytnuta izolační vrstva, která zajišťuje rovinné rozhraní mezi izolační vrstvou a povrchem substrátu. Poté se na části izolační vrstvy vytvoří izolační člen a na části izolačního prvku a izolační vrstvy se vytvoří hradlová vrstva. Použitím této struktury se zjistilo, že existuje přímá proudová cesta, která může snížit odpor při zachování vysokého průrazného napětí.
Mezi LDMOS a obyčejnými tranzistory MOS existují dva hlavní rozdíly: 1. Přijímá strukturu LDD (nebo nazývanou oblast driftu); 2. Kanál je řízen hloubkou laterálního spojení dvou difúzí.
1. Výhody LDMOS
• Vynikající účinnost, která může snížit spotřebu energie a náklady na chlazení
• Vynikající linearita, která může minimalizovat potřebu předběžné korekce signálu
• Optimalizujte extrémně nízkou tepelnou impedanci, což může snížit velikost zesilovače a požadavky na chlazení a zlepšit spolehlivost
• Vynikající schopnost špičkového výkonu, vysoká datová rychlost 3G s minimální chybovostí dat
• Vysoká hustota výkonu s použitím menšího počtu tranzistorových balíčků
• Extrémně nízká indukčnost, zpětnovazební kapacita a impedance strunové brány, v současné době umožňuje tranzistorům LDMOS zajistit zlepšení zisku 7 bB na bipolárních zařízeních
• Přímé uzemnění zdroje zlepšuje zisk energie a eliminuje potřebu izolačních látek BeO nebo AIN
• Vysoký příkon na frekvenci GHz, což má za následek menší počet návrhových kroků, jednodušší a nákladově efektivnější návrh (použití levných tranzistorů s pohonem s nízkým výkonem)
• Vynikající stabilita díky negativní teplotní konstantě odtokového proudu, takže není ovlivněna tepelnými ztrátami
• Může snášet vyšší nesoulad zatížení (VSWR) lépe než duální nosiče, což zvyšuje spolehlivost polních aplikací
• Vynikající RF stabilita, s integrovanou izolační vrstvou mezi bránou a odtokem, která může snížit kapacitu zpětné vazby
• Velmi dobrá spolehlivost ve střední době mezi poruchami (MTTF)
2. Hlavní nevýhody LDMOS
1) Nízká hustota výkonu;
2) Je snadno poškozen statickou elektřinou. Pokud je výstupní výkon podobný, je oblast zařízení LDMOS větší než u bipolárního typu. Tímto způsobem je počet matric na jedné oplatce menší, což zvyšuje náklady na zařízení MOSFET (LDMOS). Větší plocha také omezuje maximální efektivní výkon daného balíčku. Statická elektřina může být obvykle až několik stovek voltů, což může poškodit bránu zařízení LDMOS ze zdroje do kanálu, takže jsou nutná antistatická opatření.
Stručně řečeno, zařízení LDMOS jsou zvláště vhodná pro aplikace vyžadující široký frekvenční rozsah, vysokou linearitu a vysoké požadavky na životnost, jako jsou CDMA, W-CDMA, TETRA a digitální pozemní televize.
Náš další produkt:
