RF LDMOS 트랜지스터란?

DMOS에는 수직 이중 확산 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터 VDMOSFET(수직 이중 확산 MOSFET) 및 측면 이중 확산 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터 LDMOSFET(측면 이중 확산 MOSFET)의 두 가지 주요 유형이 있습니다. LDMOS는 CMOS 기술과의 호환성이 더 쉽기 때문에 널리 채택됩니다. LDMOS

　　LDMOS(측면 확산 금속 산화물 반도체)
LDMOS는 이중확산 구조의 전력소자이다. 이 기술은 동일한 소스/드레인 영역에 두 번 주입하는 것인데, 한 번은 더 높은 농도의 비소(As) 주입(일반적인 주입량 1015cm-2), 다른 하나는 더 낮은 농도(일반적인 주입량 1013cm-2)의 붕소 주입입니다. 1cm-6)). 비). 주입 후 고온 추진 공정을 진행합니다. 붕소는 비소보다 빠르게 확산되기 때문에 게이트 경계(그림의 P-웰) 아래 측면 방향을 따라 더 확산되어 농도 구배를 갖는 채널을 형성하고, 채널 길이는 두 측면 확산 거리의 차이에 의해 결정됩니다. . 항복 전압을 높이기 위해 활성 영역과 드레인 영역 사이에 드리프트 영역이 있습니다. LDMOS의 드리프트 영역은 이러한 유형의 장치 설계의 핵심입니다. 드리프트 영역의 불순물 농도는 상대적으로 낮습니다. 따라서 LDMOS가 고전압에 연결되면 드리프트 영역은 높은 저항으로 인해 더 높은 전압을 견딜 수 있다. 그림 2에 표시된 다결정 LDMOS는 드리프트 영역의 필드 산소까지 확장되고 필드 플레이트 역할을 하여 드리프트 영역의 표면 전계를 약화시키고 항복 전압을 높이는 데 도움이 됩니다. 필드 플레이트의 크기는 필드 플레이트의 길이와 밀접한 관련이 있습니다[XNUMX]. 필드 플레이트가 완전히 기능하도록 하려면 SiOXNUMX 레이어의 두께를 설계해야 하며 두 번째로 필드 플레이트의 길이를 설계해야 합니다.

LDMOS 소자는 기판을 갖고, 기판에 소스 영역과 드레인 영역이 형성된다. 소스 영역과 드레인 영역 사이의 기판 일부에 절연층이 제공되어 절연층과 기판 표면 사이의 평면 계면을 제공한다. 그리고, 절연층의 일부에 절연부재를 형성하고, 절연부 및 절연층의 일부에 게이트층을 형성한다. 이 구조를 이용하면 높은 항복 전압을 유지하면서 온 저항을 줄일 수 있는 직선 전류 경로가 있음을 알 수 있다.

LDMOS와 일반 MOS 트랜지스터 사이에는 두 가지 주요 차이점이 있습니다. 1. LDD 구조(또는 드리프트 영역이라고 함)를 채택합니다. 2. 채널은 두 확산의 측면 접합 깊이에 의해 제어됩니다.

1. LDMOS의 장점

• 뛰어난 효율성으로 전력 소모 및 냉각 비용을 절감할 수 있습니다.

• 신호 사전 보정의 필요성을 최소화할 수 있는 우수한 선형성

• 매우 낮은 열 임피던스를 최적화하여 증폭기 크기 및 냉각 요구 사항을 줄이고 안정성을 향상시킬 수 있습니다.

• 탁월한 피크 전력 기능, 최소한의 데이터 오류율로 높은 3G 데이터 전송률

• 더 적은 수의 트랜지스터 패키지를 사용하는 고전력 밀도

• 초저 인덕턴스, 피드백 커패시턴스 및 스트링 게이트 임피던스로 현재 바이폴라 장치에서 LDMOS 트랜지스터가 7bB 이득 향상을 제공할 수 있습니다.

• 직접 소스 접지는 전력 이득을 개선하고 BeO 또는 AIN 절연 물질이 필요하지 않음

• GHz 주파수에서 높은 전력 이득으로 더 적은 설계 단계, 더 간단하고 비용 효율적인 설계(저비용, 저전력 드라이브 트랜지스터 사용)

• 네거티브 드레인 전류 온도 상수로 인해 안정성이 우수하여 열 손실의 영향을 받지 않음

• 듀얼 캐리어보다 높은 부하 불일치(VSWR)를 더 잘 견딜 수 있어 현장 애플리케이션의 신뢰성을 향상시킵니다.

• 피드백 커패시턴스를 줄일 수 있는 게이트와 드레인 사이에 내장된 절연 레이어로 뛰어난 RF 안정성

• 고장 사이의 평균 시간(MTTF)에서 매우 우수한 신뢰성

2. LDMOS의 주요 단점

1) 낮은 전력 밀도;

2) 정전기에 쉽게 손상된다. 출력 전력이 비슷할 때 LDMOS 소자의 면적은 바이폴라 방식보다 크다. 이러한 방식으로 단일 웨이퍼의 다이 수가 적어 MOSFET(LDMOS) 장치의 비용이 높아집니다. 더 큰 영역은 또한 주어진 패키지의 최대 유효 전력을 제한합니다. 정전기는 일반적으로 수백 볼트에 달할 수 있으며 소스에서 채널까지 LDMOS 소자의 게이트를 손상시킬 수 있으므로 정전기 방지 조치가 필요합니다.

요약하면 LDMOS 장치는 특히 CDMA, W-CDMA, TETRA 및 디지털 지상파 TV와 같이 넓은 주파수 범위, 높은 선형성 및 높은 서비스 수명 요구 사항이 필요한 응용 분야에 적합합니다.