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文檔簡介
1、為了自主的研制和開發(fā)在雷達、通信和導(dǎo)航等應(yīng)用領(lǐng)域需求的元器件,特別是大功率的固態(tài)功放器件,對射頻功率LDMOS器件進行研制與開發(fā)就顯得特別重要。射頻功率LDMOS器件的性能優(yōu)越體現(xiàn)在:低的寄生電容、好的線性度、高的RF增益。鑒于此,本文主要進行了如何提高射頻功率LDMOS器件射頻特性的研究。
LDMOS器件的射頻特性受本征輸入和輸出寄生電容的影響。同時,器件的寄生效應(yīng)會降低特性參數(shù),例如效率、增益、和截止頻率等,并且造成輸入輸
2、出匹配困難。依據(jù)四川省空管雷達全固態(tài)元器件開發(fā)項目要求,本文首先設(shè)計了一種常規(guī)的射頻功率LDMOS器件,應(yīng)用仿真軟件MEDICI進行分析和優(yōu)化設(shè)計。為了提高器件的性能,提出了一種新結(jié)構(gòu)器件:n埋層PSOI結(jié)構(gòu)射頻功率LDMOS器件;一種改進的器件結(jié)構(gòu):射頻功率LDMOS優(yōu)化槽形漂移區(qū)結(jié)構(gòu)。
1.本文對射頻功率LDMOS槽形漂移區(qū)的結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計?;谏漕l功率LDMOS的頻率特性,提出了矩形、倒三角形和正三角形槽結(jié)構(gòu),對槽的
3、位置、深度、寬度進行分析,在滿足相同的耐壓和導(dǎo)通電阻條件下,得出最優(yōu)結(jié)構(gòu)為正三角形槽結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)可最大程度地減小寄生反饋電容,寄生反饋電容減小24%,LDMOS的截止頻率提高15%。并結(jié)合Smith圓圖,完成輸入輸出阻抗匹配設(shè)計,使射頻功率放大器實現(xiàn)最大功率傳輸。
2.合作提出了具有n埋層 PSOI結(jié)構(gòu)的射頻功率 LDMOS器件。射頻功率LDMOS的寄生電容直接影響器件的輸出特性。具有n埋層結(jié)構(gòu)的PSOI射頻LDMOS其 I層
4、下的耗盡層寬度增大,輸出電容減小,漏至襯底的結(jié)電容比常規(guī)LDMOS和PSOI LDMOS分別降低39.1%和26.5%。通過Affirma RF Simulator分析LDMOS的輸出特性,1dB壓縮點處的輸出功率以及功率增益比PSOI LDMOS分別提高62%和11.6%,附加功率效率從34.1%增加到37.3%。該結(jié)構(gòu)器件的耐壓比體硅LDMOS提高了14%。
最后,在改進結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,優(yōu)化設(shè)計了幾種拓展結(jié)構(gòu):(1)部分SO
5、N射頻功率LDMOS:通過MEDICI仿真,其漏至襯底的結(jié)電容比常規(guī)射頻LDMOS功率器件降低了70.2%,擊穿電壓比常規(guī)射頻 LDMOS功率器件提高了33.8%;(2)具有n埋層部分SON射頻功率LDMOS:其漏至襯底的結(jié)電容比常規(guī)射頻LDMOS功率器件降低了75.9%,其擊穿電壓比常規(guī)射頻LDMOS功率器件提高了33.8%;(3)具有三明治結(jié)構(gòu)的部分SOI射頻功率LDMOS:其漏至襯底的結(jié)電容比常規(guī)射頻LDMOS功率器件降低了46.
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