Optimierung der elektrischen Eigenschaften von lateralen ...

66 Kapitel 4 Statisches Verhalten von SJ‐LDMOS‐Transistoren
_________________________________________________________________________________________________________________
gangskennlinien im Quasisättigungsbereich nach Gl. (4.5) für kleine Werte von UDS,
weil in diesem Bereich die Driftzone den Widerstand des Bauelements entscheidend
beeinflusst. Dementsprechend bezieht sich bei den untersuchten SJ‐Strukturen die
Angabe von RDS(on) stets auf UGS = 10 V und UDS = 1 V.
Für die gleichförmige SJ wird RDS(on)⋅A = 9,45 Ω⋅mm 2 ermittelt, für die ungleichför‐
mige SJ beträgt RDS(on)⋅A = 10,16 Ω⋅mm 2 . Damit besitzt das Bauelement mit ungleich‐
förmiger SJ einen höheren spezifischen Durchlasswiderstand als dasjenige mit
gleichförmiger SJ, auch wenn die Driftzonendotierung ND für beide SJ‐Strukturen
gleich hoch ist. Die Ursache hierfür liegt in der Säulendotierung NA. Die Säulen der
ungleichförmigen SJ sind stärker dotiert als diejenigen der gleichförmigen SJ. Eine
Erhöhung der Säulendotierung vergrößert allerdings den Säulenradius, was wie‐
derum die effektive Durchtrittsfläche des Elektronenstromes reduziert. Deshalb
weist die ungleichförmige SJ eine niedrigere Stromverfügbarkeit auf. In Abb. 4.3 und
4.4 wird der Elektronenstrom in beiden SJ‐Strukturen durch Stromlinien anschaulich
gemacht. Diese technischen Stromlinien fließen von Drain nach Source, sie verengen
sich aber stärker im Sourcegebiet als im Draingebiet. Daraus wird ersichtlich, dass
sich Elektronen mit einer höheren Driftgeschwindigkeit vom Kanalende bewegen,
bevor sie infolge des Widerstandes der Drain‐Source‐Strecke RDS mit langsamer Ge‐
schwindigkeit zum Draingebiet gelangen. Im Source‐ und Draingebiet erfolgt der
Stromfluss primär vertikal, im dazwischenliegenden Bereich dagegen horizontal. Die
Stromverteilung ist aufgrund örtlicher Schwankungen der Widerstände stark inho‐
mogen.
(a)
(b)
Abbildung 4.8: Oberflächennahe Stromflusslinien bei UGS = 10 V, UDS = 1V (nicht
maßstabgerecht); (a) Gleichförmige SJ (b) Ungleichförmige SJ.