LDMOS簡介及其技術細節

LDMOS（橫向擴散金屬氧化物半導體）是為 900MHz 手機技術而開發的。蜂窩通信市場的不斷增長，保證了LDMOS晶體管的應用，也使得LDMOS技術不斷成熟，成本不斷降低，因此未來大部分情況下將取代雙極晶體管技術。與雙極晶體管相比，LDMOS管的增益更高。 LDMOS管的增益可達14dB以上，而雙極型晶體管的增益為5~6dB。使用LDMOS管的PA模塊增益可達60dB左右。這表明相同輸出功率所需的器件更少，從而提高了功率放大器的可靠性。

LDMOS可以承受比雙極晶體管高0.1倍的駐波比，並且可以在更高的反射功率下工作而不破壞LDMOS器件；它可以承受輸入信號的過激，適合傳輸數字信號，因為它具有先進的瞬時峰值功率。 LDMOS 增益曲線更平滑，允許多載波數字信號放大，失真更小。 LDMOS管對飽和區的互調電平低且不變，不像雙極晶體管具有高互調電平並隨著功率電平的增加而變化。這一主要特性使 LDMOS 晶體管的功率是雙極晶體管的兩倍，並且具有更好的線性度。 LDMOS管具有較好的溫度特性，溫度係數為負，可以防止散熱的影響。這種溫度穩定性允許幅度變化只有0.5dB，在相同輸入電平的情況下，雙極晶體管的幅度變化從0.6到XNUMXdB，通常需要一個溫度補償電路。

LDMOS簡介及其技術細節

LDMOS結構特點及使用優勢

LDMOS 被廣泛採用，因為它更容易與 CMOS 技術兼容。 LDMOS器件結構如圖1所示。LDMOS是一種雙擴散結構的功率器件。這種技術是在同一個源漏區進行兩次注入，一次注入較大濃度的砷（As）（典型注入劑量為1015cm-2），另一次注入較小濃度的硼（典型注入劑量為1013cm-2))。 B)。植入後，進行高溫推進過程。由於硼比砷擴散得快，它會在柵極邊界（圖中的P-well）下沿橫向進一步擴散，形成一個具有濃度梯度的溝道，其溝道長度由兩個橫向擴散距離的差值決定. 為了提高擊穿電壓，有源區和漏區之間有一個漂移區。 LDMOS 中的漂移區是此類器件設計的關鍵。漂移區的雜質濃度相對較低。因此，當LDMOS接高電壓時，漂移區由於其電阻高，可以承受更高的電壓。圖1所示的多晶LDMOS延伸到漂移區的場氧，起到場板的作用，會削弱漂移區的表面電場，有助於提高擊穿電壓。場板的效果與場板的長度密切相關。要使場板充分發揮作用，一是要設計SiO2層的厚度，二是要設計好場板的長度。

LDMOS 製造工藝結合了 BPT 和砷化鎵工藝。不同於標準的 MOS 工藝，我在器件封裝上，LDMOS沒有使用BeO氧化鈹隔離層，而是直接硬連線在襯底上。導熱係數提高，器件耐高溫性能提高，器件壽命大大延長。 . 由於LDMOS管的負溫度效應，加熱時漏電流自動均勻，雙極管的正溫度效應不會在集電極電流中形成局部熱點，使管子不易損壞。所以LDMOS管大大加強了負載失配和過勵磁的承受能力。又由於LDMOS管的自動均流作用，其輸入輸出特性曲線在1dB壓縮點（大信號應用的飽和段）處曲線緩慢，因此動態範圍加寬，有利於模擬量的放大。和數字電視射頻信號。 LDMOS在放大小信號時近似線性，幾乎沒有互調失真，這在很大程度上簡化了校正電路。 MOS器件的直流柵極電流幾乎為零，偏置電路簡單，不需要復雜的具有正溫度補償的有源低阻抗偏置電路。

對於LDMOS，外延層的厚度、摻雜濃度、漂移區的長度是最重要的特性參數。我們可以通過增加漂移區的長度來增加擊穿電壓，但這會增加芯片面積和導通電阻。高壓DMOS器件的耐壓和導通電阻取決於外延層的濃度和厚度以及漂移區的長度之間的折衷。因為耐壓和導通電阻對外延層的濃度和厚度有矛盾的要求。高擊穿電壓需要厚的輕摻雜外延層和長的漂移區，而低導通電阻需要薄的重摻雜外延層和短的漂移區。因此，必須選擇最佳的外延參數和漂移區的長度，才能在滿足一定源漏擊穿電壓的前提下獲得最小的導通電阻。

LDMOS在以下幾個方面表現突出：
1.熱穩定性； 2.頻率穩定性； 3. 更高的增益； 4. 提高耐用性； 5、噪音低； 6. 較低的反饋電容； 7、更簡單的偏置電流電路； 8 . 恆定輸入阻抗； 9.更好的IMD性能； 10.較低的熱阻； 11.更好的AGC能力。 LDMOS器件特別適用於CDMA、W-CDMA、TETRA、地面數字電視等需要寬頻率範圍、高線性度和高使用壽命要求的應用。

LDMOS早期主要用於手機基站的射頻功率放大器，也可應用於HF、VHF和UHF廣播發射機、微波雷達和導航系統等。超越所有射頻功率技術，橫向擴散金屬氧化物半導體（LDMOS）晶體管技術為新一代基站放大器帶來更高的功率峰均比（PAR，Peak-to-Aerage）、更高的增益和線性度。時間，它為多媒體業務帶來了更高的數據傳輸速率。此外，出色的性能隨著效率和功率密度的增加而不斷提高。近四年來，飛利浦第二代0.8微米LDMOS技術在GSM、EDGE和CDMA系統上有著耀眼的性能和穩定的量產能力。現階段，為了滿足多載波功率放大器（MCPA）和W-CDMA標準的要求，還提供了更新的LDMOS技術。