LDMOS简介

什么是RF 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管VDMOSFET（ vertical double-diffused MOSFET）和横向双扩散金属氧化物半导体场效应管LDMOSFET （lateral double-dif fused MOSFET）。LDMOS由于更容易与CMOS工艺兼容而被广泛采用。LDMOS

LDMOS (横向扩散金属氧化物半导体)

LDMOS器件结构如图1所示，LDMOS是一种双扩散结构的功率器件。这项技术是在相同的源/漏区域注入两次，一次注入浓度较大（典型注入剂量 1015cm-2）的砷（As），另一次注入浓度较小（典型剂量1013cm-2）的硼（B）。注入之后再进行一个高温推进过程，由于硼扩散比砷快，所以在栅极边界下会沿着横向扩散更远（图中P阱），形成一个有浓度梯度的沟道，它的沟道长度由这两次横向扩散的距离之差决定。为了增加击穿电压，在有源区和漏区之间有一个漂移区。LDMOS中的漂移区是该类器件设计的关键，漂移区的杂质浓度比较低，因此，当LDMOS 接高压时，漂移区由于是高阻，能够承受更高的电压。图1所示LDMOS的多晶扩展到漂移区的场氧上面，充当场极板，会弱化漂移区的表面电场，有利于提高击穿电压。场极板的作用大小与场极板的长度密切相关[6]。要使场极板能充分发挥作用，一要设计好SiO2层的厚度，二要设计好场极板的长度。

LDMOS元件具有基底，基底中形成有源极区与漏极区。在源极与漏极区之间的一部分基底上提供了一个绝缘层，以便在绝缘层与基底表面之间提供一个平面介面。然后在绝缘层的一部分之上形成绝缘构件，在部分绝缘构件与绝缘层之上形成栅极层。通过使用此结构，发现存在有平直的电流通道，使之能减少接通电阻，同时维持高击穿电压。

LDMOS与普通MOS管主要有两点区别：1，采用LDD结构(或称之为漂移区)；2，沟道由两次扩散的横向结深控制。

LDMOS 的优势

? 卓越的效率，可降低功率消耗与冷却成本 ? 卓越的线性度，可将信号预校正需求降到最低

? 优化超低热阻抗，可缩减放大器尺寸与冷却需求并改善可靠度 ? 卓越的尖峰功率能力，可带来最少数据错误率的高 3G 数据率 ? 高功率密度，使用较少的晶体管封装

? 超低感抗、回授电容与串流闸阻抗，目前可让 LDMOS 晶体管在双载子器件上提供 7 bB 的增益改善

? 直接源极接地，提升功率增益并免除 BeO 或 AIN 隔离物质的需求

? 在 GHz 频率下拥有高功率增益，带来更少设计步骤、更简易更具成本效益的设计 (采用低成本、低功率驱动晶体管)

? 绝佳的稳定性，由于负漏极电流温度常数，所以不受热散失的影响

? 比双载子更能忍受较高的负载未匹配现象 (VSWR)，提高现场实际应用的可靠度 ? 卓越的射频稳定度，在栅极与漏极间内置隔离层，可以降低回授电容 ? 在平均无故障时间 (MTTF) 上有相当好的可靠度 LDMOS主要的缺点 1．功率密度低；

2．容易受到静电的破坏。当输出功率相近时，LDMOS器件的面积比双极型的大。这样，单晶圆上裸片的数量更少，从而使MOSFET(LDMOS)器件的成本更高。面积较大也限制了给定封装的最大有效功率。而静电通常可以高达几百伏，它会损坏LDMOS器件的源极到沟道的栅，所以防静电措施是必需的。

综上所述,LDMOS器件特别适用于CDMA、W-CDMA、TETRA、数字地面电视等需要宽频率范围、高线性度和使用寿命要求高的应用。

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