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1、LDMOS的可靠性研究研究内容1、高可靠性P_LDMOS研究2、LDMOS的可靠性和温度特性研究3、基于LDMOS热载流子效应的可靠性研究4、ReliabilitystudyofpowerRFLDMOSdevicesunderthermalstress高可靠性P_LDMOS研究P-LDMOS的纵向剖视图1、沟道下的电场分析（1）关闭态关闭态Si-SiO2界面电场分布关闭态下，界面处存在两个电场峰值。第一个峰值在沟道左端,沟道与漂移区形成的p-n结处;第二个峰值在漂移区的场板端点正下方.关闭态下，沟道下的电场峰值远小于漂移区峰值。因此，沟道不会先于漂移区击穿。（2）开启态开启态S
2、i-SiO2界面电场分布开启态下，整个表面电场由两个U形曲线连接而成,第一个U形曲线在沟道区,第二个U形曲线在漂移区.第二个U形曲线是由漂移区两边的两个结形成,该U形曲线两个峰值的大小由漂移区浓度决定。LDMOS的漂移区与沟道交界处,即开启态第二个峰值位置,由于两次扩散的杂质高度补偿形成性能非常差的高阻区,再加上此处电场强度较高,很容易产生热载流子,对栅进行轰击,增大栅的漏电流,从而影响器件稳定性与可靠性.研究发现,产生热载流子效应的很大一部分原因是沟道靠近源端的热载流子注入引起.因此降低热载流子效应,提高器件可靠性,必须降低开启态下第一个U型曲线的两个峰值.2、沟道下电场峰值
3、改进方法（1）沟道长度的影响沟道下峰值电场随沟道长度变化曲线随着沟道长度的变大,第一个峰值大小几乎没有变化,而第二个峰值逐渐变小.由于沟道变长,一方面,相同的电压加在较长的长度上,得到的必然是较小的电场强度;另一方面,防串通n阱与漂移区的p阱两次注入的窗口间的距离增加,使得np-结补偿杂质浓度降低,从而减小此区域的电阻.以上两个原因使第二个峰值电场变小.第一个峰值电场,由于改变沟道长度对p+n结浓度没有影响,因此第一个峰值几乎没有变化.（2）沟道浓度的影响（沟道较长情况下）沟道峰值电场随n阱注入剂量变化曲线随着n阱浓度的变大,第一个峰值电场逐渐变大,而第二个峰值电场变化不是很明
4、显.原因在于,p+n结的n侧浓度降低,结处的峰值电场必然降低;沟道较长时,np-结左侧磷的浓度已经降到了一个比较小的值,此时再降低沟道浓度,峰值电场几乎不会变化,因此第二个峰值电场变化不明显.（3）栅场板长度的影响沟道下电场随栅场板长度的变化曲线随着场板的变短,第一个峰值大小几乎没有变化,第二个峰值则有变化.场板较长时,第二个峰值几乎不随场板变化;场板较短时,第二个峰值随场板的减短急剧减小.开态时,场板具有缓解其下方电场强度的作用,越靠近场板端点处,缓解能力越强.场板较长时,场板端点离第二个峰值电场较远,随场板长度的变化,峰值电场变化不明显;场板较短时,场板端点在第二个峰值电场
5、的正上方,此处的电场得到较大的缓解,从而使场强减小.利用场板变短来降低沟道峰值电场,往往会使器件关闭态的耐压降低,开态导通电阻增加,因而不可取。为了使漂移区具有最优的耐压,漂移区浓度应该满足RESURF技术,即此时第二个U型曲线的两个峰值电场基本相等。3、提高可靠性设计原则(1)保证器件面积的前提下，拉长沟道长度,使n阱与p阱两次扩散窗口的距离加大。长的沟道长度使电压分布在较长的范围,从而降低第二个峰值电场。n阱与p阱两次扩散窗口的距离加大,降低了np-结处的杂质浓度,使此处的迁移率变大,电阻变小。(2)沟道不穿通前提下，n阱浓度尽量小.降低n阱浓度,有利于降低第一个峰值电场,
6、从而提高器件可靠性。LDMOS的可靠性和 温度特性研究针对LDMOS的可靠性问题,首先研究影响高压LDMOS可靠性的击穿特性;对于功率器件来说,LDMOS的功耗大小以及功耗的分布情况对器件性能也有重要的影响。功耗增大使器件发热量增加,温度上升,导致器件的可靠性变差。一、LDMOS的可靠性研究1、LDMOS击穿电压分析半导体器件电击穿的根本机理有雪崩击穿和隧道击穿两种。隧道击穿主要发生在耐压小于7V的低压器件中,高压器件中一般产生雪崩击穿。LDMOS的漏源击穿电压是一个十分重要的参数，而场极板的作用是不可忽略的。1.1有场极板的LDMOS的击穿电压原理在场极板有限的情况下，漏极的
7、高压被氧化层电容分压，减小了漂移区A处的击穿电压。根据数值分析结果指出,有限尺寸场极板的边界效应等效一个平面PN结的击穿电压。因此可以将无限大场MOS电容器和这个等效pn结的击穿电压相比较,两者之中较小的击穿电压,就是外加场极板的击穿电压。1.2、有限场极板的情况场极板边界处击穿电压为：无限场极板下的击穿电压为：由于LDMOS场极板是有限极板,而不是无穷大场极板,因此击穿电压到底是多大,应当判断LDMOS是在场极板内部先击穿还是在场极板边界处先击穿，所以击穿电压由最小值决定的，即式中Ec取最
