Optimierung der elektrischen Eigenschaften von lateralen ...

Kapitel 4 Statisches Verhalten von SJ‐LDMOS‐Transistoren 63
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der Raumladungszone verdrängt. Wenn die Spannung UDS = UDSat gewählt wird, so
ist im Endeffekt ein Teil der Raumladungszone im Driftgebiet mit der Inversions‐
schicht belegt, und es fließt der Elektronenstrom mit nahezu Sättigungsgeschwin‐
digkeit vom Ende der Inversionsschicht durch den restlichen Teil der
Raumladungszone in Richtung Drain. Eine weitere Steigerung von UDS über UDSat
ruft aufgrund der Geschwindigkeitssättigung des Kanals keine wesentliche
Stromsteigerung mehr hervor, sondern den stärkeren Spannungsabfall entlang der
Driftzone. Für UDS > UDSat flacht ID deshalb ab und geht danach nahezu konstant in
den Sättigungsbereich über. Es fließt also der Sättigungsstrom IDSat mit ausgeprägter
Sättigungsgeschwindigkeit vSat,n (≈ 10 7 cm∙s ‐1 für Elektronen) vom Ende der
Inversionsschicht nach Drain. Bei noch höheren Drain‐Source‐Spannungen (UDS >>
UDSat) steigt ID schließlich über IDSat abrupt an, der Transistor gerät in den
Durchbruchbereich und es kommt zum Lawinendurchbruch.
Kanalende ψ G
K
S Feldoxid D
n + p +
p‐Basis
Inversionsschicht
Raumladungszone
n-Driftzone
(a)
n +
Kanalende ψ G
K
S Feldoxid D
n + p +
p‐Basis
Raumladungszone
Inversionsschicht
n-Driftzone
(b)
Abbildung 4.2: Bildung der Inversionsschicht und der Raumladungszone in einem
LDMOS (nur ein Ausschnitt aus der Driftzone wird gezeigt); (a)
Sättigungsbereich (b) Quasisättigungsbereich.
n +