具有n^(+)埋层和L型场板的Si/SiC异质结沟槽LDMOS器件

1

作者 康怡 刘东 +2 位作者 卢山 鲁啸龙 胡夏融 《半导体技术》 北大核心 2025年第2期134-140,共7页

Si/4H-SiC异质结构能够同时结合Si材料的成熟工艺和SiC材料的宽禁带特性,在功率器件设计中具有巨大潜力。提出了一种具有n+埋层和L型场板的Si/SiC异质结沟槽横向双扩散金属氧化物半导体(LDMOS)器件。位于Si/SiC异质结界面SiC侧的重掺杂n... Si/4H-SiC异质结构能够同时结合Si材料的成熟工艺和SiC材料的宽禁带特性,在功率器件设计中具有巨大潜力。提出了一种具有n+埋层和L型场板的Si/SiC异质结沟槽横向双扩散金属氧化物半导体(LDMOS)器件。位于Si/SiC异质结界面SiC侧的重掺杂n+埋层能够有效降低界面势垒宽度,增强电子隧穿效应,降低界面电阻,进一步降低比导通电阻。位于厚氧化层角落并与漏极相连的L型场板通过在SiC漂移区和厚氧化层之间产生高电场,重塑器件横向和纵向电场强度分布,将击穿点从表面转移至体内,提高击穿电压。仿真结果表明,与传统SiC LDMOS器件相比,该器件的品质因数从109.29 MW/cm^(2)提升至159.92 MW/cm^(2),提高了46.36%,进一步改善了LDMOS器件导通电阻和击穿电压之间的折中关系,器件性能得到优化。 展开更多

关键词 横向双扩散金属氧化物半导体(LDMOS) Si/4H-SiC异质结 n^(+)埋层 L型场板 功率品质因数

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降低金属与n型Ge接触电阻方法的研究进展

2

作者 周志文 沈晓霞 李世国 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期10-15,31,共7页

Ge材料中n型杂质激活的电子浓度偏低,以及费米能级钉扎效应导致的金属与n型Ge接触电子势垒高度偏大,使金属与n型Ge接触电阻较大。基于Ge的材料特性,分析了缺陷对杂质浓度以及费米能级钉扎对电子势垒高度的影响;综述了提高Ge材料中n型掺... Ge材料中n型杂质激活的电子浓度偏低,以及费米能级钉扎效应导致的金属与n型Ge接触电子势垒高度偏大,使金属与n型Ge接触电阻较大。基于Ge的材料特性,分析了缺陷对杂质浓度以及费米能级钉扎对电子势垒高度的影响;综述了提高Ge材料中n型掺杂电子浓度的方法,如激光退火、磷和锑共掺、循环离子注入/退火、氟钝化等;讨论了降低金属与n型Ge接触电子势垒高度的途径,即插入薄的界面层形成金属-界面层-Ge接触。电子浓度的提高,以及电子势垒高度的降低,有效地减小了金属与n型Ge接触电阻。 展开更多

关键词 锗(Ge) n型掺杂 金属-界面层-半导体接触 金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET) 接触电阻

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GGNMOS叉指宽度与金属布线对ESD防护性能的影响 被引量：1

3

作者 梁海莲 董树荣 +2 位作者 顾晓峰 李明亮 韩雁 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期194-198,共5页

栅接地NMOS(GGNMOS)器件具有与CMOS工艺兼容的制造优势,广泛用于静电放电(ESD)保护。鉴于目前GGNMOS的叉指宽度、叉指数及金属布线方式等外部因素对ESD鲁棒性的影响研究较少,设计了不同的实验对此开展对比分析。首先,基于0.5μm Bipolar... 栅接地NMOS(GGNMOS)器件具有与CMOS工艺兼容的制造优势,广泛用于静电放电(ESD)保护。鉴于目前GGNMOS的叉指宽度、叉指数及金属布线方式等外部因素对ESD鲁棒性的影响研究较少,设计了不同的实验对此开展对比分析。首先,基于0.5μm Bipolar-CMOS-DMOS(BCD)工艺设计并制备了一系列GGNMOS待测器件;其次,通过传输线脉冲测试,分析了叉指宽度与叉指数对GGNMOS器件ESD失效电流(It2)的影响,结果表明,在固定总宽度下适当减小叉指宽度有利于提高It2;最后,比较了平行式与交错式两种金属布线方案对It2的影响,结果表明,平行式金属布线下GGNMOS器件的ESD鲁棒性更好。 展开更多

关键词 栅接地n型金属氧化物半导体场效应晶体管 静电放电 双极型-互补型金属氧化物半导体-双扩散金属氧化物半导体工艺 叉指 金属布线 失效电流

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高k金属栅NMOSFET器件阈值电压调控方法

4

作者 刘城 王爱记 +2 位作者 刘自瑞 刘建强 毛海央 《微纳电子技术》 北大核心 2019年第1期13-19,25,共8页

实现对器件阈值电压的有效调控是高k金属栅(HKMG)技术面临的一项重要挑战。TiAl薄膜作为n型金属氧化物半导体场效应晶体管(NMOSFET)的功函数层被广泛地应用于HKMG结构中以实现对器件阈值电压的调控。实验采用射频(RF)-直流(DC)磁控溅射... 实现对器件阈值电压的有效调控是高k金属栅(HKMG)技术面临的一项重要挑战。TiAl薄膜作为n型金属氧化物半导体场效应晶体管(NMOSFET)的功函数层被广泛地应用于HKMG结构中以实现对器件阈值电压的调控。实验采用射频(RF)-直流(DC)磁控溅射的方式沉积TiAl薄膜,通过优化直流功率、射频功率和反应压强工艺参数,实现了对薄膜Ti/Al原子比率的调节,提高了Ti/Al原子比率分布均匀度。基于实验结果,采用后栅工艺流程制造HKMG NMOSFET,讨论不同的Ti/Al原子比率和TiAl层厚度对NMOSFET阈值电压的影响。Ti/Al原子比率增大10%,NMOSFET的阈值电压增加12.6%;TiAl层厚度增加2 nm,NMOSFET的阈值电压下降19.5%。这种方法已经被成功应用于HKMG器件的生产。 展开更多

关键词 高k金属栅(HKMG) 功函数层 磁控溅射 Ti/Al原子比率 阈值电压 n型金属氧化物半导体场效应晶体管(nMOSFET)

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新型NBL改善LDMOS器件的ESD性能

5

作者 刘玉青 邓文基 胡术云 《电子产品可靠性与环境试验》 2008年第3期9-12,共4页

介绍了几种常见的N型埋藏层(NBL)静电放电(ESD)器件,阐述了NBL对ESD的影响,提出了新结构的NBL器件(Under-source NBL)。比较Under-source NBL器件和其它常用器件的优缺点,对比了它和传统器件的ESD测试数据;结果表明,Under-source NBL器... 介绍了几种常见的N型埋藏层(NBL)静电放电(ESD)器件,阐述了NBL对ESD的影响,提出了新结构的NBL器件(Under-source NBL)。比较Under-source NBL器件和其它常用器件的优缺点,对比了它和传统器件的ESD测试数据;结果表明,Under-source NBL器件在横向扩散MOS(LDMOS)ESD保护电路中有着非常好的效果,可以在功能相当的情况下,大大节省器件的面积。 展开更多

关键词 互补型金属氧化物晶体管 埋藏层 静电放电 横向扩散

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基于电荷泵法的N-LDMOS界面态测试技术研究 被引量：2

6

作者 刘斯扬 钱钦松 +2 位作者 孙伟锋 李海松 时龙兴 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期597-601,605,共6页

详细研究了高压N-LDMOS器件的电荷泵(CP)测试技术,指出了高压N-LDMOS器件的特殊结构对其CP测试结果的影响,并解释了高压N-LDMOS器件的CP曲线不饱和的原因,同时对由于不同的源漏偏压造成的高压N-LDMOS器件CP曲线的变化进行了深入的理论... 详细研究了高压N-LDMOS器件的电荷泵(CP)测试技术,指出了高压N-LDMOS器件的特殊结构对其CP测试结果的影响,并解释了高压N-LDMOS器件的CP曲线不饱和的原因,同时对由于不同的源漏偏压造成的高压N-LDMOS器件CP曲线的变化进行了深入的理论分析。这些结论可以为CP法测量界面态密度提供实验指导,同时为更加准确地分析高压LDMOS器件的CP测试曲线提供理论指导。 展开更多

关键词 n型横向双扩散金属氧化物晶体管 电荷泵测试 热载流子

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LDMOSFET电热耦合解析模型

7

作者 孙晓红 戴文华 +2 位作者 严唯敏 陈强 高怀 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期370-376,424,共8页

建立了包含电热耦合相互作用的大信号非线性射频LDMOSFET解析模型—Agereelectro-thermal transistor(AET)模型,包括:模型的拓扑图、等热和脉冲器件测试表征系统、模型参数的提取过程。在Agilent的电子设计工具软件ADS中植入和实现了该... 建立了包含电热耦合相互作用的大信号非线性射频LDMOSFET解析模型—Agereelectro-thermal transistor(AET)模型,包括:模型的拓扑图、等热和脉冲器件测试表征系统、模型参数的提取过程。在Agilent的电子设计工具软件ADS中植入和实现了该模型,并将其应用于实际射频功率放大器的设计,通过测量验证了该模型的正确。 展开更多

关键词 横向双扩散金属氧化物半导体晶体管 解析模型 晶体管模型 封装模型 热模型

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一种新型低压功率MOSFET结构分析 被引量：6

8

作者 姚丰 何杞鑫 方邵华 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第11期53-56,共4页

介绍了一种新型的低压功率MOSFET结构——Trench MOSFET。将其与常规VDMOS通过在 结构参数、电性能参数上的比较和分析,最终肯定了Trench MOSFET结构的优点。

关键词 垂直双扩散型金属氧化物半导体 沟槽金属氧化物半导体场效应晶体管 器件仿真 导通电阻

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一种基于LDMOS器件的小型化P波段功率放大模块 被引量：1

9

作者 苑小林 林川 +2 位作者 吴鹏 王建浩 王云燕 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期432-435,共4页

设计了一种基于LDMOS器件的功率放大模块。该模块采用高增益的SiGe HBT单片、高压LDMOS单片和大功率LDMOS器件的多级级联形式,实现长脉宽(15ms)、高占空比(33%)、高增益(48dB)以及大功率(200W)的设计要求;同时,该模块采用独特的两腔体... 设计了一种基于LDMOS器件的功率放大模块。该模块采用高增益的SiGe HBT单片、高压LDMOS单片和大功率LDMOS器件的多级级联形式,实现长脉宽(15ms)、高占空比(33%)、高增益(48dB)以及大功率(200W)的设计要求;同时,该模块采用独特的两腔体一体化结构设计,使整个模块的体积和重量缩小为相同性能水平产品的五分之一到十分之一。 展开更多

关键词 横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管器件 小型化 P波段 功率放大模块 长脉宽 高增益 大功率

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具有非均匀交叉分布P柱区的新型高压SJ LDMOS结构(英文)

10

作者 朱辉 李海鸥 李琦 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期465-469,475,共6页

提出一种具有非均匀交叉分布P柱区(NCDP)的新型超结(SJ)LDMOS,NCDP SJ由一排嵌入在N漂移区的P柱区组成。该超结结构通过减少P区电荷来确保漂移区电荷平衡并且抑制了衬底辅助耗尽(SAD)效应,使得漂移区有均匀电场,器件获得一个高的击穿电... 提出一种具有非均匀交叉分布P柱区(NCDP)的新型超结(SJ)LDMOS,NCDP SJ由一排嵌入在N漂移区的P柱区组成。该超结结构通过减少P区电荷来确保漂移区电荷平衡并且抑制了衬底辅助耗尽(SAD)效应,使得漂移区有均匀电场,器件获得一个高的击穿电压(BV)。另外,由于交叉分布的P柱区被N型区域包围着,目前工艺技术导致的电荷掺杂轻微不平衡对器件的性能影响在文中研究的结构中相对更小。仿真结果表明文中提出的漂移区为15μm的器件耐压达到22V/μm,相比于常规超结(CSJ)LDMOS提高了100%,击穿电压达到330V。 展开更多

关键词 超结 横向双扩散金属氧化物半导体晶体管 衬底辅助耗尽效应 击穿电压

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功率NLDMOS电学安全工作区的版图设计优化 被引量：1

11

作者 陈轶群 陈佳旅 蒲贤勇 《半导体技术》 CAS 北大核心 2019年第8期623-627,658,共6页

在不调整制备工艺、不增加工艺成本条件下,研究了管芯版图优化对功率n型横向扩散金属氧化物半导体(NLDMOS)电学安全工作区(E-SOA)的影响。通过研究p^+带嵌入方式、p^+图形形状、p^+分布密度、阵列单元栅宽及总栅数、金属引线方式等进行... 在不调整制备工艺、不增加工艺成本条件下,研究了管芯版图优化对功率n型横向扩散金属氧化物半导体(NLDMOS)电学安全工作区(E-SOA)的影响。通过研究p^+带嵌入方式、p^+图形形状、p^+分布密度、阵列单元栅宽及总栅数、金属引线方式等进行了版图设计优化和流片。管芯传输线脉冲(TLP)E-SOA测试结果表明,优化后的版图使NLDMOS在5 V工作电压下TLP E-SOA提升约30%,金属引线的加宽和叠加使NLDMOS的开态电流提升约7%。带状紧凑型p^+带且双栅极嵌入的优化版图设计能更好地稳定硅衬底电位,抑制寄生三极管的开启,增大E-SOA,提高器件可靠性。因此,版图设计优化对提升功率NLDMOS的性能和可靠性具有实际意义。 展开更多

关键词 功率管 n型横向扩散金属氧化物半导体(nLDMOS) 版图设计 电学安全工作区(E-SOA) 传输线脉冲(TLP)

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热电子应力下nMOSFET中复合电流的退化特性研究

12

作者 陈海峰 《固体电子学研究与进展》 CSCD 北大核心 2017年第5期312-315,338,共5页

复合电流曲线面积S这一参数被引入来研究了热电子应力下n型金属氧化物半导体场效应晶体管(nMOSFET)中复合电流的退化特性。电子注入应力中,复合电流随着热电子应力后峰值变小并且曲线展宽。基于对S变化的分析,发现这种变化归因于热电子... 复合电流曲线面积S这一参数被引入来研究了热电子应力下n型金属氧化物半导体场效应晶体管(nMOSFET)中复合电流的退化特性。电子注入应力中,复合电流随着热电子应力后峰值变小并且曲线展宽。基于对S变化的分析,发现这种变化归因于热电子应力过程中,部分热电子占据了部分界面陷阱使得有效的界面态浓度Nit变小,同时另一部分注入进栅漏交叠区的氧化层中而使得有效的漏端电压UD增加。进一步发现,S的变化量△S与应力时间在双对数坐标下成线性关系:△S∝t^a,其中a=0.6。 展开更多

关键词 界面陷阱 复合电流 热电子应力 n型金属氧化物半导体场效应晶体管

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P波段450W硅LDMOS脉冲功率器件的研制 被引量：10

13

作者 王佃利 李相光 +5 位作者 严德圣 丁小明 刘洪军 钱伟 蒋幼泉 王因生 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期60-64,共5页

报道了P波段450 W硅LDMOS器件的研制结果。所研制器件采用沟槽技术实现背面源结构,采用场板技术提高击穿电压并降低栅漏电容,采用多晶硅金属硅化物结构降低栅阻。研制结果表明,在漏源工作电压36 V,脉宽20 ms,占空比35.7%的测试条件下,48... 报道了P波段450 W硅LDMOS器件的研制结果。所研制器件采用沟槽技术实现背面源结构,采用场板技术提高击穿电压并降低栅漏电容,采用多晶硅金属硅化物结构降低栅阻。研制结果表明,在漏源工作电压36 V,脉宽20 ms,占空比35.7%的测试条件下,485～606 MHz全带内输出功率达到450 W,增益大于18 dB,效率大于60%。 展开更多

关键词 硅 横向双扩散金属氧化物场效应晶体管 脉冲 背面源 场板 硅化钴

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硅LDMOS射频功率器件的发展历程与趋势 被引量：8

14

作者 王佃利 刘洪军 +4 位作者 吕勇 严德圣 盛国兴 王因生 蒋幼泉 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期141-146,173,共7页

从芯片结构的变化以及可靠性的提升角度简述了LDMOS射频功率器件的发展历程及趋势,给出了LD-MOS的最新研制结果。现在LDMOS射频功率器件在向高工作电压、高输出功率、高可靠以及脉冲应用等方向发展。

关键词 硅 横向双扩散金属氧化物场效应晶体管 射频 功率

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LDMOS功率器件在T/R组件中工程化应用研究 被引量：5

15

作者 陈兆国 郑艺媛 +2 位作者 孔令华 徐欣欢 何伟 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2013年第7期59-60,66,共3页

LDMOS微波功率器件与Si双极器件相比具有输出功率大、效率高、带宽宽等特点,在军用雷达电子系统中的广泛应用也是大势所趋,与其传统应用的区别是射频脉冲工作及饱和区工作。为了实现LDMOS的大规模工程化应用,必须通过调试解决LDMOS在C类... LDMOS微波功率器件与Si双极器件相比具有输出功率大、效率高、带宽宽等特点,在军用雷达电子系统中的广泛应用也是大势所趋,与其传统应用的区别是射频脉冲工作及饱和区工作。为了实现LDMOS的大规模工程化应用,必须通过调试解决LDMOS在C类或AB类工作条件下的一致性问题,电路设计时带外抑制信号增益,通过减小感应电动势提高器件使用可靠性等设计手段实现该器件的雷达工程应用。 展开更多

关键词 横向双扩散金属氧化物晶体管 静态工作点 幅相一致性 感应电动势

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高压功率LDMOS的场极板击穿电压分析 被引量：3

16

作者 柯导明 陈军宁 +3 位作者 时龙兴 孙伟锋 吴秀龙 柯宜京 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期20-22,107,共4页

提高 LDMOS的一个关键步骤是加场极板以降低其表面击穿电压。文中分析了加场极板后的 LDMOS击穿电压模式 ,指出了场极板的分压作用和场极板边界的影响 。

关键词 横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管 场极板 击穿电压

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微波功率LDMOS的工艺仿真及研制 被引量：1

17

作者 冯彬 刘英坤 +2 位作者 孙艳玲 段雪 董四华 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期402-405,共4页

利用工艺仿真软件Tsuprem 4,针对氧化、退火等工艺进行仿真及校准,并据此对LDMOSFET进行了设计及工艺仿真。结合Medici得到LDMOSFET的结构参数以及相应电学参数,与研制结果进行了比较,仿真结果与实际研制结果吻合较好,实现了在工作频率1... 利用工艺仿真软件Tsuprem 4,针对氧化、退火等工艺进行仿真及校准,并据此对LDMOSFET进行了设计及工艺仿真。结合Medici得到LDMOSFET的结构参数以及相应电学参数,与研制结果进行了比较,仿真结果与实际研制结果吻合较好,实现了在工作频率1 GHz,VDD=28 V条件下,输出功率Po=10 W,Gp=10 dB,η=55%的良好性能。 展开更多

关键词 工艺仿真 Tsuprem4软件 横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管

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功率集成器件及其兼容技术的发展 被引量：4

18

作者 乔明 袁柳 《电子与封装》 2021年第4期71-86,共16页

功率集成器件在交流转直流(AC/DC)电源转换IC、高压栅驱动IC、LED驱动IC等领域均有着广泛的应用。介绍了典型的可集成功率高压器件,包括不同电压等级的横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(LDMOS)以及基于硅和SOI材料的横向绝缘栅... 功率集成器件在交流转直流(AC/DC)电源转换IC、高压栅驱动IC、LED驱动IC等领域均有着广泛的应用。介绍了典型的可集成功率高压器件,包括不同电压等级的横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(LDMOS)以及基于硅和SOI材料的横向绝缘栅双极型晶体管(LIGBT),此外还介绍了高低压器件集成的BCD工艺和其他的功率集成关键技术,包括隔离技术、高压互连技术、dV/dt技术、di/dt技术、抗闩锁技术等,最后讨论了功率集成器件及其兼容技术的发展趋势。 展开更多

关键词 功率集成器件 横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管 横向绝缘栅双极型晶体管 BCD工艺 兼容技术

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双层场板长漂移区LDMOS热载流子退化研究

19

作者 姜一波 王晓磊 +5 位作者 徐曙 顾刘强 梁艳 魏义 韩宇锋 李辉 《固体电子学研究与进展》 CSCD 北大核心 2017年第5期339-344,360,共7页

以中国科学院微电子研究所开发的双层场板长漂移区LDMOS为研究对象,通过长效(Long-term)可靠性实验展示了其特殊性退化过程,即I_(dss)快速下降—略微增长—再缓慢下降。通过TCAD仿真对双层场板长漂移区LDMOS的特殊退化现象进行仿真与分... 以中国科学院微电子研究所开发的双层场板长漂移区LDMOS为研究对象,通过长效(Long-term)可靠性实验展示了其特殊性退化过程,即I_(dss)快速下降—略微增长—再缓慢下降。通过TCAD仿真对双层场板长漂移区LDMOS的特殊退化现象进行仿真与分析,展示了器件内部物理量的变化。从理论上阐明了双层场板长漂移区LDMOS热载流子退化机理并对其特殊退化过程进行了解释说明。 展开更多

关键词 长效可靠性 热载流子退化 双层场板长漂移区横向双扩散金属氧化物场效应晶体管 热空穴注入

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一种用于RF LDMOS功率放大器的匹配技术 被引量：4

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作者 王锋 胡善文 +1 位作者 张晓东 高怀 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期159-164,共6页

介绍了射频高功率放大器设计中RF LDMOS器件的预匹配和匹配技术。针对一款高功率RF LDMOS-FET,在器件法兰封装内为其设计了预匹配电路,并在PCB板级对其进行了输入输出匹配电路的设计,使其在工作频带内较好地匹配到50Ω的系统参考阻抗上... 介绍了射频高功率放大器设计中RF LDMOS器件的预匹配和匹配技术。针对一款高功率RF LDMOS-FET,在器件法兰封装内为其设计了预匹配电路,并在PCB板级对其进行了输入输出匹配电路的设计,使其在工作频带内较好地匹配到50Ω的系统参考阻抗上。仿真及测试结果表明,当频率为950 MHz时,该RF LDMOS功放的P-1 dB达到了48.8 dBm,直流到射频信号的转换效率达到了66.4%,功率增益在17.8 dB左右,IM3基本处在-30dBc以下,同时在整个869～960 MHz工作频带内,其S11小于-10 dB。 展开更多

关键词 射频横向双扩散金属氧化物场效应晶体管 等效电路模型 预匹配 输入输出匹配

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