Влияние конструктивно-технологических факторов на электрические параметры мощных СВЧ LDMOS транзисторов

• Автор: Ткачев, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ МОЩНЫХ ВЧ И СВЧ МОП ТРАНЗИСТОРОВ

1.1. Конструкции мощных МОП транзисторов

1.2. Электрические параметры мощных ВЧ и СВЧ ЬОМОБ транзисторов

1.3. Методология современного подхода к проектированию полупроводниковых приборов с использованием приборнотехнологических САПР.

1.4. Моделирование технологических операций создания МОП транзисторов

1.5. Моделирование физических процессов в мощных МОП транзисторах

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИК И КОМПЛЕКТА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СВЧ ЬИМОБ ТРАНЗИСТОРНЫХ СТРУКТУР В СРЕДЕ САПР 1БЕ ТСАО.
2.1. Разработка методик моделирования транзисторных структур с учетом специфики САПР 1БЕ ТСАО.
2.2. Создание структурных моделей ЬОМОБ транзисторных структур
2.3. Разработка технологических моделей транзисторных структур.
2.4. Разработка командных файлов для моделирования основных электрических параметров и электрофизических характеристик ЬОМОБ транзисторных структур
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
ПАРАМЕТРЫ МОЩНЫХ СВЧ ЫЭМОБ ТРАНЗИСТОРНЫХ СТРУКТУР
3.1. Зависимость пробивного напряжения стока Цси роб от длины и
глубины дрейфовой области стока и концентрации примеси в ней, от толщины и удельного сопротивления эпитаксиального слоя
3.2. Зависимость сопротивления стокисток 1,, от глубины контактной диффузионной робласти истока, длины дрейфовой области стока и концентрации примеси в ней.
3.3. Влияние на проходную Срох и выходную Ссыхемкости транзисторной ЬОМОБ структуры длины и глубины дрейфовой области стока и концентрации примеси в ней, а также других конструктивных факторов.
3.4. Влияние заземленного полевого электрода над дрейфовой областью стока на сопротивление стокисток Кси и проходную емкость Спрох ЬЭМОБ транзисторных структур.
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3.
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ МОП ТРАНЗИСТОРОВ СО СТРУКТУРОЙ СУПЕРПЕРЕХОДА
4.1. Аналитический метод расчета пробивного напряжения стока исипроб ЬОМОЬ транзисторных структур с суперпереходом
4.2. Результаты моделирования в ГБЕ ТС АО пробивного
напряжения стока исипроб и сопротивления стокисток Кси ЫЭМОЬ транзисторной структуры с суперпереходом.
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4.
ГЛАВА 5. ОСОБЕННОСТИ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ РАЗРАБОТАННОГО КОМПЛЕКСА МЕТОДИК МОДЕЛИРОВАНИЯ И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ МОЩНЫХ ВЧ И СВЧ ЬОМОБ ТРАНЗИСТОРНЫХ КРИСТАЛЛОВ
5.1. Структурнотехнологическая методика моделирования ЫМ транзисторных структур
5.2. Разработка конструктивного исполнения периферийных участков стоковых областей ЬЭМОБ транзисторов с напряжением питания на уровне В
5.3. Методика проектирования мощных СВЧ ЬЭМОБ транзисторных кристаллов с использованием современных приборнотехнологических САПР.
5.4. Результаты экспериментальной проверки разработанной методики проектирования мощных СВЧ 1ЛМ транзисторных кристаллов
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИС1ЮЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Расчетные зависимости электрических параметров рос, , 0Xi Свш СВЧ транзисторных структур от длины заземленного полевого элекфода над дрейфовой областью стока и толщины окисла Оо2 под ним. Использование нолевого электрода при оптимальных его параметрах позволяет значительно снизить и Спрох без существенного изменения максимального значения . Аналитический метод расчета пробивного напряжения стокисток иси проб перспективной конструкции ЫЗМОЭ транзисторной структуры с суперпереходом, сформированной по технологии КНС, а также критерий выбора ширины полос суперперехода при заданной концентрации примесей в них. Конструкция торцевых участков стоковых областей полосковой структуры СВЧ ПЭМОБ транзисторных кристаллов, основанная на использовании заземленного полевого электрода. Комплексная методика проектирования перспективных конструкций мощных СВЧ ЫЗМОЙ транзисторных кристаллов с использованием современных приборнотехнологических САПР. Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях V Международная научная конференция Химия твердого тела и современные микро и нанотехнологии Кисловодск, V Международная научнотехническая конференция Электроника и информатика Зеленофад, , , , , Всероссийские межвузовские научнотехнические конференции студентов и аспирантов Микроэлектроника и информатика Зеленоград, , , , , XII, XIV, XVI Международные научнотехнические конференции Радиолокация, навигация, связь Воронеж, , , Международная научная конференция и школасеминар Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники Таганрог, IV Международный семинар Физикоматематическое моделирование систем Воронеж, Международный научнометодический семинар Флуктуационные и деградационные процессы в полупроводниковых приборах Москва, . Публикации. По результатам исследований, представленных в диссертации, опубликовано печатных работ, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. САПР Е ТСАЭ, методик моделирования и программного обеспечения 1, проведение моделирования конструкции, технологии и электрических параметров транзисторных структур в САПР Е ТСЛБ 1,2, разработка конструкции и технологии СВЧ ЬОМОБ транзисторных структур I, 1 аналитический вывод выражений для расчета напряжения поперечного пробоя и критерия выбора ширины полос суперперехода при заданной концентрации примесей в них 2, , разработка конструкции торцевых участков стоковых пполос. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы, содержащего наименований. Объем диссертации составляет 9 страниц, включая рисунка и 9 таблиц. ГЛАВА 1. Для мощных транзисторов, рассчитанных на напряжение питания ПШгт В, необходимо пробивное напряжение стокисток на уровне В, а для транзисторов с ипкт В на уровне В. Применение классической МОП транзисторной структуры в мощных транзисторах ограничено низким пробивным напряжением стокисток иси проб на уровне ЗОВ. При попытке уменьшить длину затвора для улучшения частотных свойств возникает склонность к смыканию областей пространственного заряда ОПЗ стока и истока с возникновением неуправляемого тока стокисток в обход канала и дальнейшим проколом стокисток. Для ВЧ и СВЧ транзисторов, требующих малую длину канала, необходимо предотвратить смыкание ОПЗ стока и истока. Стимулами по созданию мощных МОП транзисторов послужили в первую очередь проблемы радиосвязи 5. Исследования, проведенные под руководством СоповаО. В. и Бачурина В. В. , позволили определить суть принципа построения структуры мощного МОП транзистора и создать первые отечественные мощные МОП транзисторы КП1 и КП2. Таблица 1. Электрические параметры транзисторов КП1 А, КП2А, КП4А. На рис. Рис. Конструкции первых отечественных мощных ВЧ МОП транзисторов. Конструкция мощного МОП транзистора, показанная на рис. Сси изза соединения области стока с подложкой. Этот недостаток был устранен путем использования подложки типа с эпитаксиальной пленкой типа, в которой формировалась транзисторная структура рис.