Estudio de las capacidades parásitas de un transistor LDMOS de RF Entendiendo los límites de la tecnología de semiconductores Ignasi Cortes Mayol Institut de Microelectrònica de Barcelona CNM-CSIC Bellaterra, Barcelona

Índice Introducción al LDMOS de RF Bulk vs SOI Figuras de mérito ft y fmax Capacidades parásitas de un MOS Capacidad de entrada Ciss Capacidad de salida Coss Capacidad de feedback Crss Más propuestas de diseño de dispositivos LDMOS

Introducción al LDMOS de RF LDMOS (Lateral Double-Diffuse MOS transistor) Región de deriva o LDD (Light Doped Drain) Bulk, SOI, SOS y SON LDMOS con substrato tipo bulk: Capa epitaxial Región P+ Sinker Vbr vs Ron Substrato muy dopado

Bulk vs SOI Bulk: SOI: Contacto directo epitaxia-substrato. Capacidades de salida altas Aislamiento bajo Sencillez tecnológica SOI: Capa de óxido entre epitaxia y substrato. Capacidades de salida bajas Aislamiento alto Dispositivo más compacto: Ron Dificultad tecnológica Conductividad térmica baja

Figuras de mértito ft y fmax Frecuencia de corte (ft): Miniaturización Cgs ,Cgd ,gm ft Ft Vbr Frecuencia máxima (fmax): Rg fmax Condiciones normales: fmax > ft Transistores de canal corto: fmax < ft

Capacidades parásitas de un MOS Capacidad de entrada Ciss En un indicativo de la impedancia de entrada Valor aproximado Ciss≈Cgs Factores que influyen en su valor: Tox Ciss estructura de puerta gradual Solapamientos surtidor-puerta Ciss Metalizaciones de oro Ciss Ciss ft

Capacidades parásitas de un MOS Capacidad de salida Coss (1) Valor aproximado Coss=Cds+Cgd Factores que influyen en su valor: Área de zona activa Coss Dopajes de epitaxia y substrato en bulk Grosor de la capa de óxido en SOI: Tbox Coss Estructuras SOI y Partial SOI

Capacidades parásitas de un MOS Capacidad de salida Coss (2) Factores que influyen en su valor: Constante dieléctrica Coss SON Coss Pout Coss y Ciss Pérdidas

Capacidades parásitas de un MOS Capacidad de feedback Crss Capacidad muy ligada al rendimiento en frecuencia Valor aproximado Coss=Cgd Factores que influyen en su valor: Cox y/o Csi Crss Crss Pout

Más propuestas de diseño de dispositivos LDMOS

Introducción a la fabricación de un LDMOS Teoria i Tecnologia de Dispositius Semiconductors Ignasi Cortes Mayol Institut de Microelectrònica de Barcelona CNM-CSIC Bellaterra, Barcelona