论文部分内容阅读
迅速发展的无线通讯技术推动射频集成电路向着高速、低功耗和更高集成度的方向发展,这时,传统的GaAs和体硅衬底平台将面临散热和功率耗散等棘手的问题。在这种情况下关于新的衬底材料的研究应运而生。另一方面,由于SOI(Silicon-on-Insulator)技术具有更好的隔离性能、理想的亚阈值特性和较低的功率消耗等特点,日益成为半导体行业发展的主流技术。但是,SOI技术面临浮体效应和自加热效应。 而采用埋氧层是间断的图形化SOI衬底是解决浮体效应和自加热效应的最简单的方法。鉴于此,本文对图形化SOI衬底上的射频功率器件LDMOSFET进行了系统研究。 本文提出了沟道下方开硅窗口的图形化SOI LDMOSFET结构,并且进行了工艺和电学性能仿真。采用工艺模拟软件TSUPREM4与器件模拟软件MEDICI对工艺过程和器件结构进行了优化,而且对器件的电学性能进行了仿真。新结构呈现良好的性能:器件温度降低,没有负的微分电导现象出现,输出特性曲线平滑;2GHz时,小信号增益为11dB;截止频率和最大振荡频率分别达到10GHz和40GHz。 利用软件L-edit进行了版图设计,与常规SOI CMOS工艺相比,主要增加了二块模板:其一是为了制备图形化SOI衬底,其二是定义漂移区。同时,结合TSUPREM4仿真结果,设计了与常规1μm SOI CMOS工艺兼容的工艺流程。 采用低剂量掩膜注氧隔离技术准备了低缺陷的图形化SOI衬底,在此衬底上同时制备了图形化SOI、体连接SOI和体硅LDMOSFET。采用open-short技术去除了pads对器件S参数的影响。建立了拓扑结构,进行参数提取,建立了小信号等效电路模型。测试分析结果表明,沟道下方埋氧层断开的图形化SOI LDMOSFET的开态输出特性曲线平滑、无曲翘现象,开态和关态击穿电压可分别达到8V和13V。