Istnieją dwa główne typy DMOS: pionowy, podwójnie rozproszony półprzewodnikowy tranzystor polowy z tlenku metalu VDMOSFET (pionowy podwójnie rozproszony MOSFET) i boczny podwójnie rozproszony półprzewodnikowy tranzystor polowy z tlenku metalu LDMOSFET (podwójnie rozproszony boczny MOSFET). LDMOS jest szeroko stosowany, ponieważ łatwiej jest być kompatybilnym z technologią CMOS. LDMOS
LDMOS (półprzewodnik z tlenku metalu rozproszonego poprzecznie)
LDMOS to urządzenie zasilające o podwójnie rozproszonej strukturze. Technika ta polega na dwukrotnej implantacji w tym samym obszarze źródła/drenażu, jednej implantacji arsenu (As) o większym stężeniu (typowa dawka implantacyjna 1015cm-2) oraz drugiej implantacji boru (o mniejszym stężeniu (typowa dawka implantacyjna 1013cm-2) 1cm-6)). B). Po implantacji przeprowadzany jest wysokotemperaturowy proces napędowy. Ponieważ bor dyfunduje szybciej niż arsen, będzie dyfundował dalej wzdłuż kierunku bocznego pod granicą bramki (studzienka P na rysunku), tworząc kanał z gradientem stężenia i jego długością określoną przez różnicę między dwiema bocznymi odległościami dyfuzji . W celu zwiększenia napięcia przebicia istnieje obszar dryfu między obszarem aktywnym a obszarem drenażu. Region dryfu w LDMOS jest kluczem do projektowania tego typu urządzenia. Stężenie zanieczyszczeń w rejonie dryfu jest stosunkowo niskie. Dlatego, gdy LDMOS jest podłączony do wysokiego napięcia, region dryfu może wytrzymać wyższe napięcie ze względu na jego wysoką rezystancję. Polikrystaliczny LDMOS pokazany na ryc. 2 rozciąga się na tlen z pola w obszarze dryfu i działa jak płytka pola, która osłabia pole elektryczne powierzchni w obszarze dryfu i pomaga zwiększyć napięcie przebicia. Wielkość płyty polowej jest ściśle związana z długością płyty polowej [XNUMX]. Aby płyta polowa była w pełni funkcjonalna należy zaprojektować grubość warstwy SiOXNUMX, a po drugie długość płyty polowej.
Urządzenie LDMOS ma podłoże, a obszar źródłowy i obszar drenu są utworzone w podłożu. Warstwa izolacyjna jest umieszczona na części podłoża pomiędzy obszarami źródła i odpływu, aby zapewnić płaską powierzchnię styku pomiędzy warstwą izolacyjną a powierzchnią podłoża. Następnie na części warstwy izolacyjnej formowany jest człon izolacyjny, a na części członu izolacyjnego i warstwy izolacyjnej formowana jest warstwa bramowa. Dzięki zastosowaniu tej struktury stwierdzono, że istnieje prosta ścieżka prądowa, która może zmniejszyć rezystancję przy zachowaniu wysokiego napięcia przebicia.
Istnieją dwie główne różnice między LDMOS a zwykłymi tranzystorami MOS: 1. Przyjmuje strukturę LDD (lub nazywa się regionem dryfu); 2. Kanał jest kontrolowany przez głębokość połączenia bocznego dwóch dyfuzji.
1. Zalety LDMOS
• Doskonała wydajność, która może obniżyć zużycie energii i koszty chłodzenia
• Doskonała liniowość, która może zminimalizować potrzebę wstępnej korekcji sygnału
• Zoptymalizuj bardzo niską impedancję termiczną, co może zmniejszyć rozmiar wzmacniacza i wymagania dotyczące chłodzenia oraz poprawić niezawodność
• Doskonała moc szczytowa, wysoka szybkość transmisji danych 3G przy minimalnej liczbie błędów danych
• Wysoka gęstość mocy przy mniejszej liczbie pakietów tranzystorów transistor
• Ultra-niska indukcyjność, pojemność sprzężenia zwrotnego i impedancja bramki łańcucha, co pozwala obecnie tranzystorom LDMOS na zapewnienie poprawy wzmocnienia o 7 bB w urządzeniach bipolarnych
• Bezpośrednie uziemienie źródła poprawia przyrost mocy i eliminuje potrzebę stosowania substancji izolujących BeO lub AIN
• Wysokie wzmocnienie mocy przy częstotliwości GHz, co skutkuje mniejszą liczbą etapów projektowania, prostszą i bardziej opłacalną konstrukcją (przy użyciu tanich tranzystorów napędowych o małej mocy)
• Doskonała stabilność, ze względu na ujemną stałą temperaturę prądu drenu, dzięki czemu nie ma na nią wpływu utrata ciepła
• Lepiej toleruje wyższe niedopasowanie obciążenia (VSWR) niż podwójne nośniki, poprawiając niezawodność zastosowań w terenie
• Doskonała stabilność RF, z wbudowaną warstwą izolacyjną między bramką a drenem, która może zmniejszyć pojemność sprzężenia zwrotnego
• Bardzo dobra niezawodność w średnim czasie między awariami (MTTF)
2. Główne wady LDMOS
1) Niska gęstość mocy;
2) Łatwo ulega uszkodzeniu przez elektryczność statyczną. Gdy moc wyjściowa jest podobna, powierzchnia urządzenia LDMOS jest większa niż w przypadku typu bipolarnego. W ten sposób liczba matryc na jednym waflu jest mniejsza, co powoduje, że koszt urządzeń MOSFET (LDMOS) jest wyższy. Większy obszar ogranicza również maksymalną moc efektywną danego pakietu. Elektryczność statyczna może zwykle wynosić nawet kilkaset woltów, co może uszkodzić bramkę urządzenia LDMOS od źródła do kanału, dlatego konieczne są środki antystatyczne.
Podsumowując, urządzenia LDMOS nadają się szczególnie do zastosowań wymagających szerokiego zakresu częstotliwości, wysokiej liniowości i wysokich wymagań dotyczących żywotności, takich jak CDMA, W-CDMA, TETRA i cyfrowa telewizja naziemna.
Nasze inne produkty:
