新型SOI-LDMOS结构的设计与研究

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RF (Radio Frequency)功率器件在无线通讯领域中起着重要的作用。在无线通讯的高增益与窄带技术中,射频功率器件LDMOS (Lateral Diffused Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)被广泛的应用,它作为一种成熟的射频功率器件,有诸多优点。但是,作为一个射频器件,它的寄生电容会直接影响到器件的功率增益等输出特性,使得输出匹配设计变难。因此SOI (Silicon on Insulator)结构的提出可以较好解决这些问题。但是,SOI器件有着不可避免的缺点,在工作状态下的热功耗与散热是所有SOI器件必须面对的问题,作为功率器件的SOILDMOS,自热现象更为严重。因此,本文在研究了LDMOS基本结构参数对其电学性质的研究之后,提出了新的结构:TG-PSOILDMOS(Trench Gate-Partial Silicon on Insulator LDMOS)结构。采用槽栅结构的主要原因是为了使导电沟道由水平改为竖直,使得器件内部的电电场分布以及电流密度分布更加均匀,同时也减小了器件原包的面积,降低生产成本,采用局部埋氧的目的则是为了提供器件与衬底直接一个导热通道,使得器件散热性更加良好,最后为了降低器件的栅漏电容,添加了一步工艺。在此,会重点考虑该结构中各个主要部分的参数对器件击穿电压与寄生电容的影响,并对该结构进行了优化。最后优化的结果是整个器件的长度缩小了8%,并将击穿电压提高了33%,并表现出了好的频率特性。
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