عنوان پایان‌نامه
بررسی روش های بهینه سازی اثرات خودگرمایی در تکنولوژی SOI
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-الکترونیک- تکنولوژی نیمه هادی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2103;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 54515
- تاریخ دفاع
- ۲۹ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- رسول بخشی
- استاد راهنما
- بهجت فروزنده
- چکیده
- افزارهی LDMOS به طور گسترده در مدارات تقویت کننده با توان و فرکانس بالا از قبیل تقویت کننده های مورد استفاده در آنتن های مخابرات یا BTS، سیستم های بی سیم و صنعت اتومبیل مورد استفاده قرار می گیرد.از کاربرد های نظامی آن می توان به کاربرد این افزاره در رادارها، ماهواره ها و دستگاههای تولید امواج رادیوییدر سونارها اشاره نمود.بازده بالا، قیمت پایین، پاسخ فرکانسی مناسب و خطی بودن بالای افزاره های LDMOS، باعث شده است که این نوع افزاره ها کاربرد وسیعی پیدا نمایند. در این پایان نامه ساختار افزاره ی LDMOS بر روی بستر سیلیسیمی (ساختار توده) و قرص SOI مورد بررسی قرار گرفته است. ساختار افزاره ی LDMOS بر روی قرص SOI نسبت به بستر سیلیسیمی دارای مزیت هایی می باشد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که فرکانس قطعSOI-LDMOSنسبت به LDMOS متداول 75/18درصد افزایش و جریان نشتی آن 13/51 درصد کاهش می یابد. با این وجود افزاره ی SOI-LDMOS با دو مشکل خودگرمایی و کاهش ولتاژ شکست مواجه است. در افزاره SOI-LDMOS دما از سمت سورس به درین افزایش می یابد و این پدیده روی قابلیت حرکت حامل ها در افزاره تاثیر منفی دارد. برای کاهش اثر خودگرمایی از ایجاد پنجره سیلیسیمی درون اکسید مدفون در زیر درین استفاده نموده ایم. بیشینه دما در افزاره SOI-LDMOS بیشینه دما 397 درجه کلوین و در افزاره SOI-LDMOS با پنجره سیلیسیمی 348 درجه کلوین است. بنابراین اثر خودگرمایی در افزاره SOI-LDMOS با پنجره سیلیسیمی نسبت به افزاره SOI-LDMOS 04/21درصد کاهش یافته است. فرکانس قطع و جریان نشتی در افزاره ی SOI-LDMOS به ترتیب برابر85/2گیگا هرتز و4/309 فمتوآمپر بوده و برای افزاره ی SOI-LDMOS با پنجره سیلیسیمی 8/2 گیگا هرتز و 7/329 فمتوآمپرمی باشد.بنابراینبا ایجاد پنجره سیلیسیمی در افزاره SOI-LDMOSمی توان اثرخودگرمایی را کاهش داد در حالیکه تغییر چندانی در فرکانس قطع و جریان نشتیرخ ندهد. در این پایان نامه به بررسی استفاده از سیلیسیم نیترید به جای اکسید سیلیسیم در لایه مدفون پرداخته ایم. مقادیر فرکانس قطع، جریان نشتی و اثر خودگرمایی را برای افزاره ی SOI-LDMOS با لایه مدفون سیلیسیم نیترید بدست آورده و با افزاره ی SOI-LDMOS با لایه مدفون اکسید سیلیسیم مقایسه نموده ایم.
- Abstract
- In Recent Years, LDMOS transistor has been widely used in amplifier circuit with high power and high frequency circuits such as in BTS (Base Transceiver Station) and wireless. Thisdevicecan beused inmilitaryapplicationsinradar,Production ofradiodevices in sonar and satellite. High efficiency, low cost, suitable working frequency and high linearity have caused these transistors to become more useful. We can make this transistor in bulk silicon or on SOI layer. Fabrication of LDMOS on SOI has more advantages than LDMOS in bulk silicon like high cut-off frequency and low leakage current. In this thesis we make LDMOS transistor in bulk silicon and SOI layer. We show that cut-off frequency in SOI LDMOS has increased 18.75% and leakage current has decreased 51.13%. However, there exist two main problems in SOI power devices that restrict their usefulness in power and high voltage ICs. They are self heating and low breakdown voltage. Although, maximum temperature for SOI-LDMOS is 397 K, the maximum temperature for SOI-LDMOS with silicon window in buried oxide is 348K. So, self heating decreased by 21.04% in SOI-LDMOS with silicon window in buried oxide. Therefore self heating effect and leakage current for device SOI-LDMOS respective is 2.85GH and 309.4FA and for device SOI-LDMOS with silicon window in buried oxide is 2.8GH and 329FA .Also, in this thesis we discuss about the effect of Si3N4 instead of Sio2 in buried oxide.
