大功率射频Si-VDMOS功率晶体管研制

介绍了大功率射频硅-垂直双扩散金属氧化物场效应晶体管(Si-VDMOS)的研制结果,采用栅分离降低反馈电容技术、多子胞降低源极电感技术等,从芯片原理着手,比较分析两种芯片结构设计对反馈电容的影响,以及两种布局引线对源极电感的影响,并研制出了百瓦级以上大功率射频Si-VDMOS功率晶体管系列产品。产品主要性能如下:在工作电压28 V及连续波下,采用8胞合成时,225 MHz输出功率达200 W以上,500 MHz输出功率达150 W以上;进一步增加子胞数量,采用12胞合成时,225 MHz输出功率达300 W以上,同时具备良好的增益及效率特性,与国外大功率射频Si-VDMOS功率晶体管的产品参数相比,达到了同类产品水平。

双极晶体管导通状态对功率纵向双扩散MOSFET静态电流-电压特性的影响

通过对VDMOS结构器件测量的I—V特性和模拟结果的分析 ,发现在此结构中 ,寄生的双极管对器件性能具有不良影响 .可以来用一种新型的具有浅扩散p+区的自对准VDMOS结构 ,以完全消除寄生的BJT导通机制 。

具有纵向辅助耗尽衬底层的新型横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管

为了优化横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(lateral double-diffused MOSFET,LDMOS)的击穿特性及器件性能,在传统LDMOS结构的基础上,提出了一种具有纵向辅助耗尽衬底层(assisted depletesubstrate layer,ADSL)的新型LDMOS.新加入的ADSL层使得漏端下方的纵向耗尽区大幅向衬底扩展,从而利用电场调制效应在ADSL层底部引入新的电场峰,使纵向电场得到优化,同时横向表面电场也因为电场调制效应而得到了优化.通过ISE仿真表明,当传统LDMOS与ADSL LDMOS的漂移区长度都是70μm时,击穿电压由462 V增大到897 V,提高了94%左右,并且优值也从0.55 MW/cm^2提升到1.24 MW/cm^2,提升了125%.因此,新结构ADSL LDMOS的器件性能较传统LDMOS有了极大的提升.进一步对ADSL层进行分区掺杂优化,在新结构的基础上,击穿电压在双分区时上升到938 V,三分区时为947 V.

大功率晶体管横向结构参数设计与分析

为研究大功率晶体管的结构和工作原理,提出设计参数指标为集电极最大允许耗散功率P=50 W。采用梳状结构,利用近似方法结合各项工艺条件经过综合分析,计算出大功率晶体管的发射结和集电结面积、发射极总周长、发射极与基极间距、发射极金属电极条长和宽、晶片面积等横向结构参数,为大功率晶体管的结构设计和应用提供了数据支撑。计算方法通过实验验证,适用于更大功率晶体管的参数分析和计算。

空穴注入控制型横向绝缘栅双极晶体管

提出了空穴注入控制型横向绝缘栅双极晶体管（ Ｃ Ｉ Ｌ Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ），它可以有效地控制高压下阳极区空穴注入，提高器件的闭锁电压。通过对阳极区反偏 ｐ＋ ｎ＋ 结击穿电压 Ｂ Ｖ Ｚ、取样电阻 Ｒ Ａ 和阳极区结深的优化，提高了 Ｃ Ｉ Ｌ Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ 的抗闭锁能力，降低了其导通压降，并获得了初步实验结果。

1.2~1.4GHz 600W硅LDMOS微波功率晶体管研制

针对雷达、通信、遥控遥测等领域对LDMOS大功率器件的迫切需求,基于南京电子器件研究所LDMOS技术平台,优化了版图布局、芯片结构,开发了50VL波段600 W硅LDMOS。该器件耐压大于115V,在50V工作电压、1.2~1.4GHz工作频率、300μs脉宽,10%占空比及15 W输入功率的工作条件下,输出功率大于630 W,增益大于16.3dB,漏极效率大于53.1%。所研制的芯片已进入相关工程应用。

2000W硅LDMOS微波脉冲大功率晶体管

针对雷达、等离子体射频源、广播通信等领域对LDMOS大功率器件的迫切需求,通过热仿真优化了芯片版图布局,通过芯片级Load-pull仿真优化了芯片结构,成功开发了50V千瓦级硅LDMOS功率管。该器件耐压大于140V,在50V工作电压、230MHz工作频率、100μs脉宽、20%占空比、18W输入功率的测试条件下,输出功率大于2 000 W,增益大于20.4dB,漏极效率大于66.2%,抗失配通过10∶1。

千瓦级硅LDMOS微波功率晶体管关键技术研究

针对雷达、通信、遥控遥测等领域对硅横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)微波大功率管的迫切需求,开展了硅LDMOS微波功率晶体管的亚微米精细栅制作、低阻低应力钴硅合金、大尺寸芯片烧结及金属陶瓷全密封管壳平整度控制等关键技术研究,并取得了突破,研制出2 000 W硅LDMOS微波功率晶体管,漏源击穿耐压大于140 V,结到管壳热阻0.19℃/W。在50 V工作电压、230 MHz工作频率、脉宽为100μs、占空比为20%、输入功率为6 W的测试条件下,实现输出功率达到1 330 W,增益23.5 dB,漏极效率74.4%,电压驻波比10∶1。该晶体管已实现工程应用。

MRF6VP3450H：RF功率晶体管

飞思卡尔推出50V横向扩散MOS（LDMOS）RF功率晶体管，MRF6VP3450H旨在让TV发射器采用模拟和数字两种调制格式。高效的RF功率晶体管通过把AC输入功率转换成RF输出功率，降低运营成本。

飞思卡尔450WRF功率晶体管为UHF广播应用

飞思卡尔半导体近日推出50V横向扩散MOS（LDMOS）RF功率晶体管,输出功率比与之竞争性UHF TV广播解决方案高50%。

适用工业、科学和医疗频段的大功率晶体管

大功率晶体管系列主要针对HF／VHF市场和2．45GHz的ISM（工业、科学和医疗）频段市场，采用高压射频功率技术50V／28V VHV6 RF LDMOS技术（第6代高电压射频横向扩散金属氧化物半导体），还采用了超模压塑料封装，从而提供了经济高效的解决方案。

横向功率器件及其结终端保护技术

横向功率器件及其结终端保护技术ＬａｔｅｒａｌＰｏｗｅｒＤｅｖｉｃｅｓａｎｄＴｈｅｉｒＪｕｎｃｔｉｏｎＴｅｒｍｉｎａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓ西安交通大学唐本奇高玉民罗晋生（西安７１００４９）１前言横向功率器件及其结终端保护技术的发展，并不完全等同...

高功率微波作用下半导体器件失效和防护分析

高功率微波(HPM)通过直接或间接耦合产生的电热效应会干扰电子通信设备的工作,甚至造成不可逆转的损伤或损毁。总结了在高功率微波作用下器件失效性分析和高功率微波防护的国内外研究进展;求解了横向扩散金属氧化物场效应管(LDMOSFET)、异质结双极型晶体管(HBT)、高电子迁移率晶体管(HEMT)在高功率脉冲注入下的电热应力场分布以及阈值功率;提出了用瞬态稳压抑制器(TVS)二极管设计微波防护电路的方法。最后分析了当前研究的局限性以及后续研究方向,为电路系统的设计和安全性评估提供参考。

第七代LDMOS新型基站晶体管

BLC7G22L（S）-130基站功率晶体管基于NXP公司第七代横向扩散金属氧化物半导体（LDMOS）技术，专为高功耗和Doherty放大器应用进行了优化。与上一代产品相比，功率密度提高了20％，功率效率增长了两个百分点，而R th热阻则降低25％以上。第七代LDMOS的性能实现新的突破，达到3．8GHz，且输出电容减少25％，可实现宽频输出匹配，从而设计出更加简单、性能更好的Doherty放大器。

BLL6H1214-500：LDMOS晶体管

NXP推出针对L波段雷达应用的横向扩散金属氧化物半导体（简称LDMOS）晶体管，该晶体管在1.2GHz到1．4GHz的频率之间带来达500W的RF输出功率。

硅LDMOS射频功率器件的发展历程与趋势

从芯片结构的变化以及可靠性的提升角度简述了LDMOS射频功率器件的发展历程及趋势,给出了LD-MOS的最新研制结果。现在LDMOS射频功率器件在向高工作电压、高输出功率、高可靠以及脉冲应用等方向发展。

P波段450W硅LDMOS脉冲功率器件的研制

报道了P波段450 W硅LDMOS器件的研制结果。所研制器件采用沟槽技术实现背面源结构,采用场板技术提高击穿电压并降低栅漏电容,采用多晶硅金属硅化物结构降低栅阻。研制结果表明,在漏源工作电压36 V,脉宽20 ms,占空比35.7%的测试条件下,485～606 MHz全带内输出功率达到450 W,增益大于18 dB,效率大于60%。

功率VDMOS器件的研究与发展

简要介绍了垂直双扩散功率场效应晶体管(VDMOS)的研究现状和发展历史。针对功率VDMOS器件击穿电压和导通电阻之间存在的矛盾,重点介绍了几种新型器件结构(包括沟槽栅VDMOS、超结VDMOS、半超结VDMOS)的工作原理和结构特点,以及其在制造工艺中存在的问题。对不同器件结构的优缺点进行了比较分析。对一些新型衍生结构(包括侧面多晶硅栅VDMOS、边氧沟道VDMOS和浮岛VDMOS)的特点进行了分析,叙述了新型SiC材料在VD-MOS器件中应用的最新进展,并指出了存在的问题和未来发展趋势。