高压LDMOS准饱和效应研究

作     者：翟宪振 吴海峰 罗向东 ZHAI Xianzhen;WU Haifeng;LUO Xiangdong

作者机构：江苏省专用集成电路设计重点实验室南通大学江苏南通226019 

出 版 物：《固体电子学研究与进展》 (Research & Progress of SSE)

年 卷 期：2013年第33卷第5期

页      面：466-471页

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：江苏省自然科学基金资助项目(BK2012656) 

主　　题：横向双扩散金属氧化物半导体晶体管 准饱和效应 线性工作区 

摘      要：借助于SILVACO TCAD仿真工具,研究了高压LDMOS电流准饱和效应(Quasi-saturation effect)的形成原因。通过分析不同栅极电压下漂移区的耗尽情况以及沟道与漂移区电势、电场和载流子漂移速度的分布变化,认为当栅压较低时,LDMOS的本征MOSFET工作在饱和区,栅压对源漏电流的钳制明显,此时沟道载流子速度饱和;而在大栅压下,随着沟道导电能力的增加以及漂移区两端承载的电压的增大,本征MOSFET两端压降迅速降低,器件不能稳定地工作在饱和区而进入线性工作区,此时沟道中的载流子速度不饱和。LDMOS器件的源漏电流的增大主要受漂移区影响,栅压逐渐失去对器件电流的控制,此时增大栅压LDMOS器件的源漏电流变化很少,形成源漏电流的准饱和效应。最后,从器件工作过程对电流与栅压的关系进行了理论分析,并从理论结果对电流准饱和效应进行了深入分析。