大功率射频LDMOS器件设计优化与建模

摘要

LDMOS(Lateral Double Diffused Metal Oxide Semiconductor)器件以其各方面的优势已经基本取代双极型器件成为射频领域的主流技术，由于RF LDMOS器件巨大的市场前景和重要的军用价值，成为了半导体行业研究的热点，我国也已展开了对硅基RF LDMOS器件的研发工作。
　　本设计的目标是获得一款大功率RF LDMOS器件，该器件采用双层源极场板和背面源结构，利用半导体仿真软件优化设计器件结构和各区域杂质注入剂量，使器件具有较好的直流特性和频率特性，然后根据器件具体结构绘制器件版图，并在上海华虹宏力半导体制造有限公司完成器件的制造。对小栅宽器件的直流测试结果表明，器件击穿电压大于100V，饱和电流密度大于180μA/μm，阈值电压约为2.2V，对大栅宽封装器件的测试结果表明，在频率为1090MHz、漏源电压为50V的测试条件下，器件最大输出功率达到500W，效率达到45％，增益达到18dB，达到了设计指标的要求。
　　本论文还尝试性地对器件进行了小信号建模，提取了器件小信号等效电路中的寄生参数和本征参数，并在ADS中进行了优化，基本完成了器件小信号模型的建立。探讨了大信号建模的意义和基本思想，介绍了一种大信号建模方法。

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第一章 绪论

1.1 RF LDMOS器件的诞生和发展

1.2 我国开展RF LDMOS器件研究的意义

1.3 本论文的主要工作

第二章 RF LDMOS器件基本结构与特性研究

2.1 RF LDMOS器件基本结构

2.2 L波段RF LDMOS器件结构特点

2.3 RF LDMOS器件特性研究

2.4 本章小结

第三章 RF LDMOS器件制造与测试分析

3.1器件版图设计

3.2器件工艺流程设计

3.3器件直流特性测试

3.4器件频率特性测试

3.5负载牵引测试

3.6传输线脉冲测试

3.7封装器件测试

3.8 ESD器件测试

3.9本章小结

第四章 RF LDMOS器件模型建立的基本理论探究与实践

4.1 RF LDMOS器件的小信号等效电路

4.2 小信号等效电路中各元件的提取

4.3 小信号等效电路各元件参数的优化

4.4 RF LDMOS大信号非线性建模探究

4.5 本章小结

第五章 总结

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果