Existujú dva hlavné typy DMOS, vertikálny dvojdifúzny tranzistor VDMOSFET s efektom polovodičového poľa s oxidom kovu a vertikálnym dvojitým difúzorom MOSFET a laterálny dvojito difúzny tranzistor s polovodičovým poľom s oxidom kovu LDMOSFET (laterálny dvojito difúzne tavený MOSFET). LDMOS je široko používaný, pretože je jednoduchšie byť kompatibilný s technológiou CMOS. LDMOS
LDMOS (laterálne difúzny polovodič z oxidu kovu)
LDMOS je výkonové zariadenie s dvojnásobne rozptýlenou štruktúrou. Táto technika je implantovať dvakrát do tej istej oblasti zdroja/drénu, jednu implantáciu arzénu (As) s vyššou koncentráciou (typická implantačná dávka 1015 cm-2) a druhú implantáciu bóru (s menšou koncentráciou (typická implantačná dávka 1013 cm-2)). B). Po implantácii sa uskutoční vysokoteplotný hnací proces. Pretože bór difunduje rýchlejšie ako arzén, bude difundovať ďalej v priečnom smere pod hranicou brány (jamka P na obrázku), čím vznikne kanál s koncentračným gradientom a jeho dĺžka je určená rozdielom medzi dvoma laterálnymi difúznymi vzdialenosťami. . Aby sa zvýšilo prierazné napätie, medzi aktívnou oblasťou a odtokovou oblasťou je oblasť driftu. Driftová oblasť v LDMOS je kľúčom k návrhu tohto typu zariadenia. Koncentrácia nečistôt v unášanej oblasti je relatívne nízka. Preto keď je LDMOS pripojený k vysokému napätiu, oblasť driftu môže vďaka vysokému odporu vydržať vyššie napätie. Polykryštalický LDMOS zobrazený na obr. 1 sa rozširuje na poľný kyslík v oblasti driftu a funguje ako poľná doska, ktorá oslabí povrchové elektrické pole v oblasti driftu a pomôže zvýšiť prierazné napätie. Veľkosť poľnej platne úzko súvisí s dĺžkou poľnej platne [6]. Aby bola poľná doska plne funkčná, je potrebné navrhnúť hrúbku vrstvy SiO2 a za druhé musí byť navrhnutá dĺžka poľnej platne.
Zariadenie LDMOS má substrát a v substráte sú vytvorené zdrojová oblasť a odtoková oblasť. Na časti substrátu medzi zdrojovou a odtokovou oblasťou je umiestnená izolačná vrstva, ktorá poskytuje rovinné rozhranie medzi izolačnou vrstvou a povrchom substrátu. Potom sa na časti izolačnej vrstvy vytvorí izolačný prvok a na časti izolačného prvku a izolačnej vrstvy sa vytvorí hradlová vrstva. Použitím tejto štruktúry sa zistilo, že existuje priama prúdová cesta, ktorá môže znížiť zapínací odpor pri zachovaní vysokého prierazného napätia.
Medzi LDMOS a bežnými tranzistormi MOS existujú dva hlavné rozdiely: 1. Prijíma štruktúru LDD (alebo nazývanú driftová oblasť); 2. Kanál je ovládaný hĺbkou laterálneho spojenia dvoch difúzií.
1. Výhody systému LDMOS
• Vynikajúca účinnosť, ktorá môže znížiť spotrebu energie a náklady na chladenie
• Vynikajúca linearita, ktorá môže minimalizovať potrebu predbežnej korekcie signálu
• Optimalizujte extrémne nízku tepelnú impedanciu, ktorá môže znížiť veľkosť zosilňovača a požiadavky na chladenie a zvýšiť spoľahlivosť
• Vynikajúca schopnosť špičkového výkonu, vysoká rýchlosť prenosu dát 3G s minimálnou chybovosťou údajov
• Vysoká hustota výkonu s použitím menšieho počtu tranzistorových balíkov
• Extrémne nízka indukčnosť, spätnoväzbová kapacita a impedancia strunovej brány, v súčasnej dobe umožňuje tranzistorom LDMOS poskytovať zlepšenie bbolárnych zariadení o 7 bB
• Priame uzemnenie zdroja zlepšuje zisk energie a eliminuje potrebu izolačných látok BeO alebo AIN
• Vysoký príkon na frekvencii GHz, čo má za následok menší počet návrhových krokov, jednoduchší a nákladovo efektívnejší dizajn (používanie lacných tranzistorov s nízkym výkonom)
• Vynikajúca stabilita vďaka negatívnej teplotnej konštante odtokového prúdu, takže nie je ovplyvnená tepelnými stratami
• Môže tolerovať vyšší nesúlad zaťaženia (VSWR) lepšie ako duálne nosiče, čím sa zvyšuje spoľahlivosť aplikácií v teréne
• Vynikajúca stabilita RF so vstavanou izolačnou vrstvou medzi bránou a odtokom, ktorá môže znížiť kapacitu spätnej väzby
• Veľmi dobrá spoľahlivosť v medziobdobí medzi poruchami (MTTF)
2. Hlavné nevýhody LDMOS
1) Nízka hustota výkonu;
2) Je ľahko poškodený statickou elektrinou. Keď je výstupný výkon podobný, plocha zariadenia LDMOS je väčšia ako plocha bipolárneho typu. Týmto spôsobom je počet matríc na jednej doštičke menší, čo zvyšuje náklady na zariadenia MOSFET (LDMOS). Väčšia plocha tiež obmedzuje maximálny efektívny výkon daného balíka. Statická elektrina môže zvyčajne dosahovať niekoľko stoviek voltov, čo môže poškodiť bránu zariadenia LDMOS od zdroja k kanálu, takže sú potrebné antistatické opatrenia.
Stručne povedané, zariadenia LDMOS sú obzvlášť vhodné pre aplikácie vyžadujúce široký frekvenčný rozsah, vysokú linearitu a vysoké požiadavky na životnosť, ako sú CDMA, W-CDMA, TETRA a digitálna terestriálna televízia.
Náš ďalší produkt:
