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LDMOS晶体管的自热效应评价方法以及自热效应评价系统

摘要

一种LDMOS晶体管的自热效应评价方法以及自热效应评价系统,所述自热效应评价系统包括LDMOS晶体管和温度感应器件,所述温度感应器件加载有一预设电流,用于使所述温度感应器件的电压与温度具有对应关系;根据温度测量单元,能够得到温度感应器件的温度;自热效应评价单元根据温度测量单元得到的温度感应器件的温度作为所述LDMOS晶体管的温度,并能够根据所述LDMOS晶体管的温度以及所述LDMOS晶体管的源漏电流值、信号电压,得到LDMOS晶体管的源漏电流值与信号电压、温度之间的关系。因此,本发明能够模拟自热效应对LDMOS晶体管I-V曲线的影响,在后续电路设计中,可以将自热效应作为影响LDMOS晶体管的源漏电流值的参考量,从而使得LDMOS晶体管的设计性能更接近实际性能。

著录项

  • 公开/公告号CN106526442A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2017-03-22

    原文格式PDF

  • 申请/专利号CN201510570375.6

  • 发明设计人 甘正浩;冯军宏;

    申请日2015-09-09

  • 分类号G01R31/26(20140101);

  • 代理机构11227 北京集佳知识产权代理有限公司;

  • 代理人高静;吴敏

  • 地址 201203 上海市浦东新区张江路18号

  • 入库时间 2023-06-19 01:48:18

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2019-05-28

    授权

    授权

  • 2017-04-19

    实质审查的生效 IPC(主分类):G01R31/26 申请日:20150909

    实质审查的生效

  • 2017-03-22

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域,特别涉及一种LDMOS晶体管的自热效应评价方法以及自热效应评价系统。

背景技术

与常见的场效应晶体管相比,LDMOS(lateral double-diffused MOSFET)晶体管在增益、线性度、开关性能、散热性能以及减少级数等器件特性方面具有明显的优势,因此得到了广泛应用。

LDMOS晶体管为一种高压器件,可以用于显示器驱动IC或者射频器件。由于常用于高压条件下,LDMOS晶体管在工作时温度较高,常常达到100摄氏度以上,在这种高温下,LDMOS晶体管会产生性能退化。例如:随着温度升高,LDMOS晶体管的源漏等效电阻变大,使得漏极电流减小,这种现象称之为LDMOS晶体管的自热效应。

在进行半导体器件设计时,需要考虑LDMOS晶体管的自热效应,即需要找到当前某一型号LDMOS晶体管的I-V曲线与LDMOS晶体管工作温度的关系,但是现有技术无法在LDMOS晶体管工作时直接测量LDMOS晶体管的温度,也就难以在进行LDMOS晶体管设计时考量自热效应这一因素,使得设计出的LDMOS晶体管性能难以符合标准。

因此,如何能同时测量LDMOS晶体管在工作时的温度和I-V曲线,以在进行LDMOS晶体管设计时合理地考量自热效应,成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明解决的问题是,提供一种LDMOS晶体管的自热效应评价方法以及自热效应评价系统,用于在保证晶体管所占的面积不增大的同时,提高LDMOS晶体管的击穿电压。

为解决上述问题,本发明提供一种LDMOS晶体管的自热效应评价系统, 包括:

LDMOS晶体管;

LDMOS晶体管控制单元,用于对所述LDMOS晶体管的栅极和源极分别施加栅极电压和信号电压,使所述LDMOS晶体管产生自热效应并测量所述LDMOS晶体管的源漏电流值;

温度感应器件,与所述LDMOS晶体管相邻,能够在所述LDMOS晶体管自热效应的作用下产生温度变化;所述温度感应器件加载有一预设电流,用于使所述温度感应器件的电压与温度具有对应关系;

温度测量单元,用于测量所述温度感应器件的电压,以得到所述温度感应器件的温度,并作为所述LDMOS晶体管的温度;

自热效应评价单元,用于根据温度测量单元得到的所述LDMOS晶体管的温度、所述LDMOS晶体管控制单元获得的LDMOS晶体管的源漏电流值和信号电压,得到所述LDMOS晶体管的源漏电流值、信号电压与温度之间的关系。

可选的,所述温度感应器件为辅助二极管。

可选的,所述LDMOS晶体管和所述辅助二极管形成一衬底上,所述衬底中还设有掺杂隔离层,所述LDMOS晶体管位于所述掺杂隔离层上。

可选的,所述辅助二极管包括靠近所述LDMOS晶体管的第一极和远离所述LDMOS晶体管的第二极,所述第一极位于所述掺杂隔离层上,第二极未设置于所述掺杂隔离层上。

可选的,所述辅助二极管的第一极接地,所述温度测量单元用于向所述辅助二极管的第二极提供所述预设电流,用于使所述辅助二极管第二极的电压与温度具有对应关系;

所述温度测量单元包括:

电源,与所述辅助二极管的第二极电连接,用于为所述辅助二极管提供电流;

电压测量单元,用于测量所述辅助二极管第二极的电压;

计算单元,基于辅助二极管第二极的电压与温度的对应关系,根据所述辅助二极管第二极的电压获得辅助二极管的温度。

可选的,所述温度测量单元还包括设置于所述第二极与电源之间的开关器件,所述开关器件用于在所述LDMOS晶体管开启时,使所述第二极与电源电连接。

可选的,所述开关器件为MOS晶体管,所述MOS晶体管的栅极与所述LDMOS晶体管的栅极电连接,用于在所述LDMOS晶体管开启时,使所述MOS晶体管打开,进而使所述第二极与电源电连接。

可选的,所述自热效应评价系统还包括:

加热装置,用于在电源向辅助二极管施加所述预设电流时加热所述衬底,使所述辅助二极管的温度升高;

所述计算单元基于加热装置的温度和所述电压测量单元测量的电压获得辅助二极管的电压与温度的对应关系。

可选的,所述加热装置上设有温度计量装置,用于实时反应所述加热装置的温度。

可选的,所述计算单元包括:

存储单元,用于存储所述辅助二极管的电压-温度函数的初步表达式

其中Id为对所述辅助二极管提供的所述预设电流,Vd为所述辅助二极管第一极的电压,T为所述辅助二极管的温度,k为玻尔兹曼常数,n、A和Φ为与所述辅助二极管自身性质相关的常数,所述初步表达式可以简化为Vd=a·T+b;

拟合单元,用于将加热所述衬底的步骤中,在所述预设电流下得到的多组温度T和所述辅助二极管第二极电压Vd代入所述简化后的初步表达式,得到所述电压-温度函数的最终表达式,以所述最终表达式作为温度感应器件的电压与温度的对应关系。

可选的,所述辅助二极管能够测量到的有效温度在800K以内。

本发明还提供一种LDMOS晶体管的自热效应评价方法,所述LDMOS晶体管位于衬底上,所述衬底上还设置有温度感应器件,所述LDMOS晶体管和温度感应器件相邻,所述温度感应器件能够在所述LDMOS晶体管自热效应的作用下产生温度变化,其特征在于,所述评价方法包括:

加热所述衬底,使温度感应器件的温度升高,对所述温度感应器件施加一预设电流,测量在不同温度下,所述温度感应器件的电压值,以获得所述温度感应器件的电压与温度的对应关系;

使所述LDMOS晶体管和温度感应器件恢复常温,对所述LDMOS晶体管的栅极施加栅极电压、对源极施加信号电压,使所述LDMOS晶体管工作;

对所述温度感应器件施加所述预设电流,在LDMOS晶体管工作过程中所述LDMOS晶体管的自热效应使得所述温度感应器件温度升高;

在温度感应器件温度升高过程中,测量所述温度感应器件的电压值,并基于所述电压与温度的对应关系获得所述温度感应器件的温度,作为所述LDMOS晶体管的当前温度;

在LDMOS晶体管的每一温度值下,使所述信号电压变化,并测量流过所述LDMOS晶体管的源漏电流值,获得每一温度值下信号电压与源漏电流值的对应关系,结合多个温度值的信号电压与源漏电流值的对应关系得到所述LDMOS晶体管的信号电压、源漏电流值和温度之间的关系。

可选的,所述温度感应器件为辅助二极管,所述辅助二极管包括第一极和第二极,所述第一极接地,所述辅助二极管第二极在所述预设电流下的电压值与温度满足电压-温度函数;

对所述温度感应器件提供预设电流的步骤包括:通过所述第二极对所述辅助二极管提供所述预设电流;

测量所述温度感应器件的电压值的步骤包括:测量所述辅助二极管第二极的电压值。

可选的,获得所述温度感应器件的电流与温度的对应关系的步骤包括:根据所述辅助二极管的电压-温度函数获得所述温度感应器件的电压与温度的 对应关系,所述辅助二极管的电压-温度函数的初步表达式

其中Id为对所述辅助二极管提供的所述预设电流,Vd为所述辅助二极管第二极的电压,T为所述辅助二极管的温度,k为玻尔兹曼常数,n、A和Φ为与所述辅助二极管自身性质相关的常数,所述初步表达式可以简化为Vd=a·T+b;

将所述预设电流Id下得到的多组温度T和电流Id带入简化后的初步表达式Vd=a·T+b,获得常数a和常数b,得到所述电压-温度函数的最终表达式,以所述最终表达式作为温度感应器件的电压与温度的对应关系。

可选的,加热所述衬底的步骤包括:使所述衬底的温度在300到800K的范围内。

与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下优点:

本发明LDMOS晶体管的自热效应评价系统中,所述自热效应评价系统包括LDMOS晶体管和温度感应器件,所述温度感应器件加载有一预设电流,用于使所述温度感应器件的电压与温度具有对应关系;根据温度测量单元,能够测量所述温度感应器件的电压,进而得到所述温度感应器件的温度;所述自热效应评价单元根据温度测量单元得到的温度感应器件的温度作为所述LDMOS晶体管的温度,并能够根据所述LDMOS晶体管的温度以及所述LDMOS晶体管的源漏电流值、信号电压,得到所述LDMOS晶体管的源漏电流值与信号电压、温度之间的关系。因此,本发明能够模拟自热效应对所述LDMOS晶体管I-V曲线的影响,在后续的电路设计中,可以根据本发明得到的LDMOS晶体管的源漏电流值与信号电压、温度之间的关系,将自热效应作为影响LDMOS晶体管的源漏电流值的参考量,从而使得LDMOS晶体管的设计性能更接近实际性能,以提高集成电路的质量。

附图说明

图1是本发明LDMOS晶体管的自热效应评价系统一实施例的功能示意图;

图2是本发明LDMOS晶体管的自热效应评价系统一实施例的结构示意 图;

图3是本发明LDMOS晶体管的自热效应评价方法一实施例的示意图。

具体实施方式

如背景技术所述,LDMOS晶体管的自热效应对LDMOS晶体管性能的影响较大,在进行半导体器件设计时,需要考虑LDMOS晶体管的自热效应,即需要找到当前某一型号LDMOS晶体管的I-V曲线与LDMOS晶体管工作温度的关系,但是现有技术无法在LDMOS晶体管工作时直接测量LDMOS晶体管的温度,也就难以在进行LDMOS晶体管设计时考量自热效应这一因素,使得设计出的LDMOS晶体管性能难以符合标准。

为了解决所述技术问题,本发明提供一种LDMOS晶体管的自热效应评价系统。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参考图1,示出了本发明LDMOS晶体管的自热效应评价系统一实施例的示意图。本实施例LDMOS晶体管的自热效应评价系统包括:

LDMOS晶体管201和LDMOS晶体管控制单元204。所述LDMOS晶体管控制单元204用于对所述LDMOS晶体管201的栅极(未示出)施加栅极电压、对源极(未示出)施加信号电压,还用于测量所述LDMOS晶体管201的源漏电流值

温度感应器件,所述温度感应器件与所述LDMOS晶体管201相邻,能够在所述LDMOS晶体管201的自热效应的作用下产生温度变化;所述温度感应器件加载有一预设电流,用于使所述温度感应器件的电压与温度具有对应关系。

具体地,在本实施例中,所述温度感应器件为辅助二极管202,所述LDMOS晶体管201和辅助二极管202相邻,所述辅助二极管202能够在所述LDMOS晶体管201自热效应的作用下产生温度变化。当对所述辅助二极管202施加一预设电流时,所述辅助二极管202的电压与温度具有对应关系。

也就是说,所述辅助二极管202的性能受到所述LDMOS晶体管201自热效应的影响,使得所述辅助二极管202的I-V曲线在不同温度下呈现不同形态。

继续参考图1,本实施例自热效应评价系统还包括温度测量单元203,用于测量所述温度感应器件的电压,得到所述温度感应器件的温度。

自热效应评价单元205,用于根据温度测量单元得到的温度感应器件的温度作为所述LDMOS晶体管201的温度,还用于根据所述LDMOS晶体管201的温度以及所述LDMOS晶体管201的源漏电流值、信号电压,得到所述LDMOS晶体管的源漏电流值与信号电压、温度之间的关系。

根据本实施例自热效应评价系统,能够对所述LDMOS晶体管201的自热效应评价进行模拟,得到所述LDMOS晶体管201的源漏电流值与信号电压、温度之间的关系。所述LDMOS晶体管201的自热效应评价进行模拟的方法大致包括:

加热所述衬底,使温度感应器件的温度升高,对所述温度感应器件施加预设电流,测量在不同温度下,所述温度感应器件的电压值,以获得所述温度感应器件的电压与温度的对应关系。

使所述LDMOS晶体管201和温度感应器件恢复常温,控制所述LDMOS晶体管控制单元204工作,对所述LDMOS晶体管201的栅极施加栅极电压、对源极施加信号电压,使所述LDMOS晶体管201工作;对所述温度感应器件施加所述预设电流,在LDMOS晶体管201工作过程中所述LDMOS晶体管201的自热效应使得所述温度感应器件温度升高;

在温度感应器件温度升高过程中,采用所述温度测量单元203测量所述温度感应器件的电压值,并基于所述电压与温度的对应关系获得所述温度感应器件的温度,作为所述LDMOS晶体管201的当前温度。

在LDMOS晶体管201的每一温度值下,使所述信号电压变化,并测量流过所述LDMOS晶体管201的源漏电流值。

采用所述自热效应评价单元205,根据温度测量单元203得到的温度感应器件的温度作为所述LDMOS晶体管201的温度,获得每一温度值下信号电压与源漏电流值的对应关系,结合多个温度值的信号电压与源漏电流值的对应 关系得到所述LDMOS晶体管201的信号电压、源漏电流值和温度之间的关系。

请参考2,示出了本实施例自热效应评价系统的结构示意图,结合参考图2,本实施例自热效应评价系统包括:

衬底100,所述LDMOS晶体管201和温度感应器件位于衬底100上。在本实施例中,所述衬底100为P型衬底。所述衬底100的材料为硅。在其他实施例中,所述P型的衬底100还可以为体硅衬底、体锗衬底、锗硅衬底、碳化硅衬底、绝缘体上硅衬底或绝缘体上锗衬底等其他半导体衬底,或者包括至少一层层间介质层的多层堆叠结构,所述衬底100内还可以形成有晶体管、二极管等半导体器件和金属互连结构,本发明对此不作限制。

在本实施例中,所述衬底100上还设有掺杂隔离层101,所述LDMOS晶体管201位于所述掺杂隔离层101上,所述辅助二极管202靠近所述LDMOS晶体管201的一极位于所述掺杂隔离层101上。在本实施例中,所述掺杂隔离层101的掺杂类型为N型。

所述辅助二极管202包括靠近所述LDMOS晶体管201的第一极112和远离所述LDMOS晶体管201的第二极113,所述第一极112位于所述掺杂隔离层103上,第二极113未设置于所述掺杂隔离层103上。在本实施例中,所述第一极112为重N型掺杂区,所述第二极113为重P型掺杂区,所述第一极112接地。

在本实施例中,所述掺杂隔离层103上设有第一掺杂层102,所述第一掺杂层102的掺杂类型为P型。所述LDMOS晶体管201包括位于第一掺杂层102上的源极109、漏极110、位于源极109、漏极110之间的沟道(未标出)以及所述沟道上的栅极120,所述栅极120连接至控制电位Vg。

所述源极109与沟道之间设有第一隔离结构119,所述源极109和第一隔离结构119设置于一漂移区105中,所述漂移区105为N型漂移区。所述源极109与一控制电位Vdd电连接,所述漏极110连接至一低电位(本实施例中为接地),所述源极109和漏极110的掺杂类型相同。具体地,在本实施例中,所述源极109和漏极110为重N型掺杂区。所述源极109远离所述辅助二极管202,所述漏极110靠近所述辅助二极管202。

所述LDMOS晶体管201还包括位于所述第一极112和漏极110之间的第五 极111,所述第五极111和漏极110的掺杂类型不同,为重P型掺杂区。

所述漏极110和第五极111之间设有第二隔离结构118,所述LDMOS晶体管201还包括位于所述第一掺杂层102上的第二掺杂层106,所述第二掺杂层106为P型轻掺杂区,与所述P型的第一掺杂层102相连。所述漏极110和第五极111位于所述第二掺杂层106中,所述第五极111接地,用于调节所述第二掺杂层106的电位。

所述辅助二极管202还包括第三掺杂区107和第四掺杂区108,所述第一极112位于所述第三掺杂区107中,所述第二极113位于第四掺杂区108中,所述第三掺杂区107的掺杂类型为N型,所述第四掺杂区的掺杂类型为P型。

综上,所述LDMOS晶体管201为N型LDMOS晶体管,通过设置所述漂移区105,使得所述LDMOS晶体管201的第一极112和第二极113之间形成高阻层,使LDMOS晶体管201的击穿电压提高,从而能够用于高压器件。但是本发明对所述LDMOS晶体管201的具体结构不做限制。

继续参考图2,在本实施例中,所述辅助二极管202施加一预设电流时,所述辅助二极管202的电压与温度具有对应关系。所述温度测量单元203包括:

二极管电源131,与所述辅助二极管202的第二极113电连接,用于对所述辅助二极管202施加电压。

电压测量单元132,用于测量所述辅助二极管202的第二极113电压(由于第一极112接地,所述第二极113电压即所述辅助二极管202的电压)。

计算单元(未示出),基于所述辅助二极管202的第二极113电压与电流的对应关系,根据所述辅助二极管202的电压获得辅助二极管202的温度。

具体地,在本实施例中,所述辅助二极管202的第一极112和第二极113可以通过金属插塞连接到外围电路,所述二极管电源131和电压测量单元132可以设置在外围电路中。所述计算单元、可以设置在所述辅助二极管202外侧的集成电路中,本发明对此不作限制。

所述自热效应评价系统还包括:加热装置(未示出),用于在二极管电源132向辅助二极管202施加一预设电流时加热所述衬底100,使所述LDMOS晶 体管201和辅助二极管202的温度升高。具体地,所述加热装置可以为加热垫或者加热炉,本发明对此不作限制。在本实施例中,所述加热装置上设有温度计量装置,所述温度计量装置能够实时反应所述加热装置的温度。

需要说明的是,在本实施例中,所述计算单元基于加热装置的温度和所述电压测量单元132测量的电压获得辅助二极管202的电压与温度的对应关系。

在本实施例中,具体地,所述计算单元包括:

存储单元,用于存储所述辅助二极管的电压-温度函数的初步表达式

其中Id为对所述辅助二极管提供的一预设电流,Vd为所述辅助二极管第一极的电压,T为所述辅助二极管的温度,k为玻尔兹曼常数,n、A和Φ为与所述辅助二极管自身性质相关的常数,所述初步表达式可以简化为Vd=a·T+b。

拟合单元,用于将加热所述衬底100的步骤中,在一预设电流Id下得到的多组温度T和所述辅助二极管202的第二极113电压Vd代入所述简化后的初步表达式,得到所述电压-温度函数的最终表达式,以所述最终表达式作为温度感应器件的电流与温度的对应关系。

因此,当采用本实施例LDMOS晶体管的自热效应评价系统进行自热效应的模拟时,所述计算单元中存储单元和拟合单元能够得到温度感应器件的电压与温度的对应关系。

在得到所述对应关系之后,使所述LDMOS晶体管201和温度感应器件恢复常温,对所述LDMOS晶体管201的栅极施加栅极电压Vg、对源极施加信号电压Vdd,使所述LDMOS晶体管201工作,对所述辅助二极管202施加所述预设电流,在LDMOS晶体管201工作过程中所述LDMOS晶体管201的自热效应使得所述辅助二极管202温度升高。

在辅助二极管202温度升高过程中,所述电压测量单元132测量流过所述辅助二极管202第二极113的电压值。所述计算单元基于所述电压与温度的对应关系,以及所述电压测量单元132测量的电压,能够获得所辅助二极管202 的温度,作为所述LDMOS晶体管201的当前温度T。所述自热效应评价单元205根据所述LDMOS晶体管201的温度以及所述LDMOS晶体管201的源漏电流值Ids、信号电压Vdd,得到所述LDMOS晶体管201的源漏电流值Ids与信号电压Vdd、温度T之间的关系。

需要说明的是,本实施例中,所述LDMOS晶体管201可以为现有技术任意型号的LDMOS晶体管,在采用各种型号LDMOS晶体管进行集成电路设计之前,均可以采用本发明自热效应评价系统对所需要的不同型号的LDMOS晶体管进行自热效应的模拟。

还需要说明的是,本实施例自热效应评价系统中的辅助二极管202为现有技术中用于控制所述掺杂隔离层101和衬底100的电位的二极管,所述辅助二极管202的第一极112用于控制所述掺杂隔离层101的电位,所述辅助二极管202的第二极113用于控制所述衬底100的电位。也就是说,本实施例自热效应评价系统中的辅助二极管202和LDMOS晶体管201相邻的结构可以为现有技术中的LDMOS晶体管结构,使得本实施例自热效应评价系统结构简单,采用本实施例自热效应评价系统进行LDMOS晶体管自热效应模拟,无需对现有的LDMOS晶体管进行重新设计。

还需要说明的是,在本实施例中,所述温度测量单元还包括设置于所述第二极113与二极管电源131之间的开关器件133,所述开关器件133用于在所述LDMOS晶体管开启时,使所述第二极113与二极管电源131电连接。

所述开关器件133为MOS晶体管,所述MOS晶体管的栅极与所述LDMOS晶体管201的栅极电连接,用于在所述LDMOS晶体管201开启时,使所述MOS晶体管打开,进而使所述第二极113与二极管电源131电连接。

这样的好处在于,通过设置所述开关器件133,能够实现在对所述LDMOS晶体管201的栅极施加栅极电压Vg时,同步地对所述辅助二极管202施加所述预设电流,因此由所述辅助二极管202第一极103电压值测量得到的温度能够更加及时地反映所述LDMOS晶体管201自热效应引起的温度升高,使所述温度感应器件测量得到的温度更准确。但是本发明对是否设置所述开关器件133不做限制。

本发明还提供一种LDMOS晶体管自热效应评价方法,所述自热效应评价方法可以但不限于应用于本发明所提供的自热效应评价系统。本发明LDMOS晶体管自热效应评价方法的应用条件为:LDMOS晶体管位于衬底上,所述衬底上还设置有温度感应器件,所述LDMOS晶体管和温度感应器件相邻,所述温度感应器件能够在所述LDMOS晶体管自热效应的作用下产生温度变化,所述自热效应评价方法包括:

提供本发明提供的LDMOS晶体管的自热效应评价系统。具体地,在本实施例中,可以提供上述实施例所述的自热效应评价系统,因此可以继续参考图1至图2,所述自热效应评价系统的具体结构在此不再赘述。

继续参考图2,在本实施例,所述评价方法具体包括:

加热所述衬底100,使辅助二极管202的温度升高,对所述辅助二极管202施加预设电流,测量在不同温度下,所述辅助二极管202的电压值,以获得所述辅助二极管202的电压与温度的对应关系。

需要说明的是,在本实施例中,对所述温度感应器件施加预设电流的步骤包括:通过所述第二极113对所述辅助二极管202施加预设电流;测量流过所述温度感应器件的电压值的步骤包括:测量所述辅助二极管202第二极113的电压值。

获得所述辅助二极管202的电压与温度的对应关系之后,使所述LDMOS晶体管201和辅助二极管202恢复常温,对所述LDMOS晶体管201的栅极120施加栅极电压Vg、对源极109施加信号电压Vdd,使所述LDMOS晶体管201工作。

通过所述第二极113对所述辅助二极管202施加所述预设电流,在LDMOS晶体管201工作过程中所述LDMOS晶体管201的自热效应使得所述辅助二极管202温度升高。

在辅助二极管202温度升高过程中,测量所述辅助二极管202第二极113的电压值,并基于所述电压与温度的对应关系获得所述辅助二极管202的温度,作为所述LDMOS晶体管201的当前温度。

在LDMOS晶体管201的每一温度值下,使所述信号电压变化,并测量 流过所述LDMOS晶体管201的源漏电流值,获得每一温度值下信号电压与源漏电流值的对应关系,结合多个温度值的信号电压与源漏电流值的对应关系得到所述LDMOS晶体管201的信号电压、源漏电流值和温度之间的关系。

因此,本发明评价方法能够用于评价自热效应对所述LDMOS晶体管201I-V曲线的影响,在后续的电路设计中,可以根据本发明得到的LDMOS晶体管201的源漏电流值与信号电压、温度之间的关系,将自热效应作为LDMOS晶体管201的源漏电流值的参考量,从而使得LDMOS晶体管201的设计性能更接近实际性能,以提高集成电路的质量。

具体地,在本实施例中,获得所述辅助二极管202的电压与温度的对应关系的步骤包括:

根据所述辅助二极管202的电压-温度函数获得所述温度感应器件的电压与温度的对应关系,所述辅助二极管202的电压-温度函数的初步表达式

其中Id为对所述辅助二极管202提供的一预设电流,Vd为所述辅助二极管202第二极113的电压,T为所述辅助二极管202的温度,k为玻尔兹曼常数,n、A和Φ为与所述辅助二极管202自身性质相关的常数。

在本实施例中,加热所述衬底100的步骤包括:使所述衬底的温度在300到800K的范围内。参考图3,示出了在温度T在300到800K时,T*lnT与T的对应关系,其中横坐标为温度T的值,单位为K,纵坐标为T*lnT。由图3可以看出,当温度T在300到800K时,T*lnT的值与T基本上呈线性关系,因此,当温度T在300到800K时,所述初步表达式中的Vd与T基本上呈线性关系,所述初步表达式可以简化为Vd=a·T+b。也就是说,所述辅助二极管202能够测量到的有效温度在800K以内,需要说明的是,所述LDMOS晶体管202自热效应引起温度升高的范围大致也在300到800K的范围内。

将所述预设电流Id下得到的多组温度T和电流Id带入简化后的初步表达式Vd=a·T+b,获得常数a和常数b,得到所述电压-温度函数的最终表达式,以所述最终表达式作为温度感应器件的电压与温度的对应关系。

由此,可以看出,本实施例获得所述温度感应器件的电流与温度的对应 关系的方法为对所述辅助二极管202提供的一预设电流Id,根据测量所述辅助二极管202第二极113的电压值,得到电压与温度的对应关系,在温度T在300到800K时,所述电压与温度的对应关系较为简单,使得后续基于所述电压与温度的对应关系获得所述辅助二极管202的温度更加方便并且准确,进而使得获得的所述LDMOS晶体管202的信号电压、源漏电流值和温度之间的关系更加准确。

还需要说明的是,在本实施例中,所述温度测量单元还包括设置于所述第二极113与二极管电源131之间的开关器件133,所述开关器件133用于在所述LDMOS晶体管开启时,使所述第二极113与二极管电源131电连接。

所述开关器件133为MOS晶体管,所述MOS晶体管的栅极与所述LDMOS晶体管201的栅极电连接,用于在所述LDMOS晶体管201开启时,使所述MOS晶体管打开,进而使所述第二极113与二极管电源131电连接。

这样的好处在于,通过设置所述开关器件133,获得所述辅助二极管202的电压与温度的对应关系之后在对所述LDMOS晶体管201的栅极120施加栅极电压Vg、对源极109施加信号电压Vdd,使所述LDMOS晶体管201工作的步骤中,同步地对所述辅助二极管202施加所述预设电流,因此由所述辅助二极管202第二极113电压值测量得到的温度能够更加及时地反映所述LDMOS晶体管201自热效应引起的温度升高,使所述温度感应器件测量得到的温度更准确。但是本发明对是否设置所述开关器件133不做限制。

虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

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