射频LDMOS新结构的特性与工艺研究

摘要

射频功率放大器是射频集成电路发展的核心推动力，要求构成射频功放的射频器件具有高击穿电压、低导通电阻、高频率、尺寸小、工艺上易实现等特点，为此本文提出了两种射频LDMOS新结构以满足以上特点，并且借助TCAD工具从基本特性和工艺制备这两方面对这两种器件结构展开了深入研究。
　　首先，本文提出了一种具有横向变厚度漂移区结构的射频SOI LDMOS。与常规LDMOS结构不同是，新结构的漂移区厚度从源端到漏端逐渐增加，利用半导体器件仿真工具Silvaco研究了器件的基本特性，可知该结构能有效改善表面电场分布，且VLT结构具有击穿电压高、导通电阻低、截止频率高等特点。接着，本文提出了一种采用硅的局部氧化技术与CMOS工艺相结合的工艺方案来制备RF VLT SOI LDMOS，借助Tsuprem4工具并对工艺条件和工艺参数进行了优化设计。该方案为制备RF VLT SOI LDMOS结构提供了一种简单可行的新方法。
　　其次，本文又提出了一种具有垂直漂移区结构的射频LDMOS。新结构的源区和沟道位于沟槽底部，漏区位于沟槽侧壁顶部，漂移区呈垂直状。利用Medici软件研究RF VDR LDMOS结构的基本特性可知，VDR结构相较于常规结构而言能有效减小器件尺寸、减低导通电阻，并且也具有良好的击穿特性和频率特性。然后，本文分别提出了基于反应离子刻蚀技术以及浅沟槽隔离技术的两种工艺方案用以制造VDR结构。这两种工艺与CMOS工艺完全兼容，为制备RF VDR LDMOS结构提供了低成本、高效率的新方法。

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第一章 绪论

1.1射频功率晶体管概述

1.2隔离技术

1.3本文的主要工作

第二章 RF VLT SOI LDMOS的基本性能研究

2.1 RF VLT SOI LDMOS结构

2.2 RF VLT SOI LDMOS的击穿特性

2.3 RF VLT SOI LDMOS的导通特性

2.4 RF VLT SOI LDMOS的电容特性

2.5 RF VLT SOI LDMOS的频率特性

2.6本章小结

第三章 RF VLT SOI LDMOS的工艺设计研究

3.1工艺方案设计

3.2工艺参数设计

3.3工艺制备步骤

3.4工艺器件联合仿真

3.5本章小结

第四章 RF VRD LDMOS的基本性能研究

4.1 RF VRD LDMOS结构

4.2 RF VRD LDMOS的击穿特性

4.3 RF VRD LDMOS的导通电阻

4.4 RF VRD LDMOS的直流输出特性

4.5 RF VRD LDMOS的电容特性

4.6 RF VRD LDMOS的频率特性

4.7本章小结

第五章 RF VDR LDMOS的工艺设计研究

5.1基于RIE技术的工艺方案设计

5.2基于RIE技术的工艺制备步骤

5.3基于STI技术的工艺方案设计

5.4基于STI技术的工艺制备步骤

5.5本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间申请的专利

附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢