Estudio de las capacidades parásitas de un transistor LDMOS de RF

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1 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

2 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

3 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

4 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

5 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

6 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

7 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

8 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

9 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

10 Más propuestas de diseño de dispositivos LDMOS

11 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