什么是射频LDMOS晶体管

DMOS主要有两种类型，垂直双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管VDMOSFET（vertical double diffused MOSFET）和横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管LDMOSFET（lateral double-dif fused MOSFET）。 LDMOS 被广泛采用，因为它更容易与 CMOS 技术兼容。 LDMOS

 

　　LDMOS（横向扩散金属氧化物半导体）
LDMOS 是一种双扩散结构的功率器件。 这种技术是在同一源漏区进行两次注入，一次注入较大浓度的砷（As）（典型注入剂量为1015cm-2），另一次注入较小浓度的硼（典型注入剂量为1013cm-2))。 B)。 植入后，进行高温推进过程。 由于硼比砷扩散得快，它会在栅极边界（图中的P-well）下沿横向进一步扩散，形成一个具有浓度梯度的沟道，其沟道长度由两个横向扩散距离的差值决定. 为了提高击穿电压，有源区和漏区之间有一个漂移区。 LDMOS 中的漂移区是此类器件设计的关键。 漂移区的杂质浓度相对较低。 因此，当LDMOS接高电压时，漂移区由于其电阻高，可以承受更高的电压。 图1所示的多晶LDMOS延伸到漂移区的场氧，起到场板的作用，会减弱漂移区的表面电场，有助于提高击穿电压。 场板的尺寸与场板的长度密切相关[6]。 要使场板充分发挥作用，一是要设计SiO2层的厚度，二是要设计好场板的长度。

 

LDMOS器件具有衬底，并且在衬底中形成源极区和漏极区。 在源漏区之间的衬底的一部分上提供绝缘层，以提供绝缘层和衬底表面之间的平面界面。 然后，在绝缘层的一部分上形成绝缘构件，并且在绝缘构件和绝缘层的一部分上形成栅极层。 通过使用这种结构，发现有一条直的电流路径，可以在保持高击穿电压的同时降低导通电阻。

 

LDMOS与普通MOS管的主要区别有两个：1、采用LDD结构（或称漂移区）； 2. 通道由两个扩散的横向结深度控制。

 

一、LDMOS的优势

• 卓越的效率，可降低功耗和冷却成本

• 出色的线性度，可以最大限度地减少对信号预校正的需求

• 优化超低热阻，可减少放大器尺寸和冷却要求并提高可靠性

• 出色的峰值功率能力、高 3G 数据速率和最小的数据错误率

• 高功率密度，使用更少的晶体管封装

• 超低电感、反馈电容和串栅极阻抗，目前允许 LDMOS 晶体管在双极器件上提供 7 bB 增益改进

• 直接源接地可提高功率增益并消除对 BeO 或 AIN 隔离物质的需要

• GHz 频率下的高功率增益，从而减少设计步骤、更简单且更具成本效益的设计（使用低成本、低功率驱动晶体管）

• 优异的稳定性，由于负漏电流温度恒定，因此不受热损失的影响

• 与双载波相比，它可以更好地承受更高的负载失配 (VSWR)，提高了现场应用的可靠性

• 优异的射频稳定性，栅极和漏极之间内置隔离层，可降低反馈电容

• 非常好的平均故障间隔时间 (MTTF) 可靠性

2、LDMOS的主要缺点

1) 功率密度低；

2）容易被静电损坏。 输出功率相近时，LDMOS器件的面积比双极型大。 这样，单个晶圆上的die数量更少，这使得MOSFET（LDMOS）器件的成本更高。 较大的面积也限制了给定封装的最大有效功率。 静电通常高达数百伏，会损坏LDMOS器件从源极到沟道的栅极，因此需要采取防静电措施。

综上所述，LDMOS器件特别适用于CDMA、W-CDMA、TETRA、地面数字电视等要求宽频率范围、高线性度和高使用寿命要求的应用。

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