國際糖報

[拼音]:shuangkuosan jinshu-yanghuawu-bandaoti jicheng dianlu

[英文]:double diffused MOS integrated circuit

以雙擴散MOS電晶體為基礎的電路,簡稱DMOS。利用兩種雜質原子的側向擴散速度差,形成自對準的亞微米溝道,可以達到很高的工作頻率和速度。

圖中a是橫向DMOS電晶體(簡稱LDMOS),圖b是垂直DMOS電晶體(簡稱VDMOS)。LDMOS是平面型的,三個電極都由上表面引出,適合於與其他器件整合。源擴散是自對準的,而柵金屬層則與漏擴散區離開,以減小輸入和反饋電容,並緩和短溝道效應。VDMOS在N+矽襯底上生長一層N-外延層,電子流經溝道後改為垂直方向由襯底流出。因此,漏電極由矽片底面引出,矽片表面只有源電極和柵電極,有利於提高整合度。與普通MOS電晶體相比DMOS在結構上有兩個主要區別:一是將P型、N型雜質通過同一氧化層視窗順次擴散,形成很短的溝道;二是在溝道與漏區之間加入一個輕摻雜的N-漂移區,其摻雜濃度遠小於溝道區。這個區承受大部分所加的漏電壓,從而使短溝道效應減弱,提高漏擊穿電壓,從而實現短溝道與高擊穿電壓結合而得到的一系列優點。

DMOS積體電路的主要優點是擊穿電壓高和自對準構成微米溝道,而沒有嚴重的短溝道效應。DMOS電路技術與E/D MOS電路(見增強型與耗盡型金屬-氧化物-半導體積體電路)相結合,在70年代後期曾受到人們重視,研製出一些高速的大規模積體電路。但是,由於工藝控制上的困難,尚不能形成主要的產品。這種技術對製造高速、高電壓積體電路仍有很大潛力,已製造出擊穿電壓達幾百伏的DMOS積體電路。另一方面,DMOS電晶體作為高頻大功率器件已取得很大進展。與雙極型高頻功率管相比,DMOS管有兩個重要優點:

(1)利用多數載流子工作,沒有少數載流子儲存效應,所以速度快;

(2)由於遷移率的負溫度係數,電流隨溫度(一般溫度下)上升而下降。因此,熱逃逸和二次擊穿效應很小。這種器件還可並聯得到高輸出功率,而不需要有鎮流電阻。