Optimierung der elektrischen Eigenschaften von lateralen ...
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Kapitel 3 Laterale Superjunction‐Leistungstransistoren<br />
37<br />
_________________________________________________________________________________________________________________<br />
L<br />
⋅ = (3.1)<br />
RDS ( on)<br />
A<br />
2<br />
D<br />
qµ nNDd mit A = LD⋅ b als aktive Chipfläche. Hierbei sind b die Breite, LD die effektive Drift‐<br />
länge und d die Driftzonentiefe. Wie im Folgenden gezeigt wird, besteht zwischen<br />
dem Durchlasswi<strong>der</strong>stand und <strong>der</strong> Durchbruchspannung ein Zusammenhang; <strong>der</strong><br />
bestmögliche Kompromiss zwischen den konträren Anfor<strong>der</strong>ungen „kleiner Durch‐<br />
lasswi<strong>der</strong>stand“ und „hohe Durchbruchspannung“ wird als „Silizium‐Limit“ be‐<br />
zeichnet.<br />
Abbildung 3.6: Bauform eines LDMOS‐Transistors.<br />
Konstruktionsbedingt besitzt <strong>der</strong> LDMOS eine laterale p‐n‐n + ‐Diodenstruktur und<br />
eine vertikale p‐n‐n + ‐Diodenstruktur. Ausgehend <strong>von</strong> <strong>der</strong> Tatsache, dass die Dotie‐<br />
rung <strong>der</strong> Driftzone ND weitaus höher liegt als diejenige des p‐Substrats, jedoch um<br />
mehrere Zehnerpotenzen unter <strong>der</strong>jenigen des Sourcegebiets, erfolgt bei herkömmli‐<br />
chen Driftzonentiefen des LDMOS ein Avalanchedurchbruch grundsätzlich am<br />
<strong>lateralen</strong> p + n‐Übergang in <strong>der</strong> Nähe <strong>der</strong> Siliziumoberfläche. Das heißt, die laterale p + ‐<br />
n‐n + ‐Diode bestimmt das Durchbruchverhalten des LDMOS. Zur Ermittlung des<br />
Silizium‐Limits des LDMOS lässt sich somit eine pin‐Diodenstruktur heranziehen (i<br />
steht für intrinsic, d.h. sehr schwache bzw. keine Dotierung).