DMOS與CMOS器件結構類似，也有源、漏、柵等電極，但是漏端擊穿電壓高。DMOS主要有兩種類型，垂直雙擴散金屬氧化物半導體場效應管VDMOSFET(vertical double-diffused MOSFET)和橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管LDMOSFET(lateral double-dif fused MOSFET)。

　　LDMOS

　　LDMOS (橫向擴散金屬氧化物半導體)

　　結構見圖

　　在高壓功率集成電路中常采用高壓LDMOS滿足耐高壓、實現功率控制等方面的要求，常用于射頻功率電路。

　　與晶體管相比，在關鍵的器件特性方面，如增益、線性度、開關性能、散熱性能以及減少級數等方面優勢很明顯。

　　LDMOS由于更容易與CMOS工藝兼容而被廣泛采用。LDMOS是一種雙擴散結構的功率器件。這項技術是 在相同的源/漏區域注入兩次，一次注入濃度較大(典型注入劑量 1015cm-2)的砷(As)，另一次注入濃度較小(典型劑量1013cm-2)的硼(B)。注入之后再進行一個高溫推進過程，由于硼擴散比砷快，所以 在柵極邊界下會沿著橫向擴散更遠(圖中P阱)，形成一個有濃度梯度的溝道，它的溝道長度由這兩次橫向擴散的距離之差決定。為了增加擊穿電壓，在有源區和漏 區之間有一個漂移區。LDMOS中的漂移區是該類器件設計的關鍵，漂移區的雜質濃度比較低，因此，當LDMOS 接高壓時，漂移區由于是高阻，能夠承受更高的電壓。圖1所示LDMOS的多晶擴展到漂移區的場氧上面，充當場極板，會弱化漂移區的表面電場，有利于提高擊 穿電壓。場極板的作用大小與場極板的長度密切相關。要使場極板能充分發揮作用，一要設計好SiO2層的厚度，二要設計好場極板的長度。

　　LDMOS制造工藝結合了BPT和砷化鎵工藝。與標準MOS工藝不同的是，在器件封裝上，LDMOS沒有采用BeO氧化鈹隔離層，而是直接 硬接在襯底上，導熱性能得到改善，提高了器件的耐高溫性，大大延長了器件壽命。由于LDMOS管的負溫效應，其漏電流在受熱時自動均流，而不會象雙極型管 的正溫度效應在收集極電流局部形成熱點，從而管子不易損壞。所以LDMOS管大大加強了負載失配和過激勵的承受能力。同樣由于LDMOS管的自動均流作 用，其輸入-輸出特性曲線在1dB 壓縮點(大信號運用的飽和區段)下彎較緩，所以動態范圍變寬，有利于模擬和數字電視射頻信號放大。LDMOS在小信號放大時近似線性，幾乎沒有交調失真， 很大程度簡化了校正電路。MOS器件的直流柵極電流幾乎為零，偏置電路簡單，無需復雜的帶正溫度補償的有源低阻抗偏置電路。

　　對LDMOS而言，外延層的厚度、摻雜濃度、漂移區的長度是其最重要的特性參數。我們可以通過增加漂移區的長度以提高擊穿電壓，但是這會增加芯片面積和導通電阻。高壓DMOS器 件耐壓和導通電阻取決于外延層的濃度、厚度及漂移區長度的折中選擇。因為耐壓和導通阻抗對于外延層的濃度和厚度的要求是矛盾的。高的擊穿電壓要求厚的輕摻 雜外延層和長的漂移區，而低的導通電阻則要求薄的重摻雜外延層和短的漂移區，因此必須選擇最佳外延參數和漂移區長度，以便在滿足一定的源漏擊穿電壓的前提 下，得到最小的導通電阻。

　　LDMOS在以下方面具有出眾的性能：

　　1.熱穩定性;2.頻率穩定性;3.更高的增益;4.提高的耐久性;5.更低的噪音;6.更低的反饋電容;7.更簡單的偏流電路;8.恒定 的輸入阻抗;9.更好的IMD性能;10.更低的熱阻;11.更佳的AGC能力。LDMOS器件特別適用于CDMA、W-CDMA、TETRA、數字地面 電視等需要寬頻率范圍、高線性度和使用壽命要求高的應用。

　　卓越的效率，可降低功率消耗與冷卻成本

　　卓越的線性度，可將信號預校正需求降到最低優化超低熱阻抗，可縮減放大器尺寸與冷卻需求并改善可靠度

??????? 卓越的尖峰功率能力，可帶來最少數據錯誤率的高 3G 數據率高功率密度，使用較少的晶體管封裝超低感抗、回授電容與串流閘阻抗，目前可讓 LDMOS 晶體管在雙載子器件上提供 7 bB 的增益改善直接源極接地，提升功率增益并免除 BeO 或 AIN 隔離物質的需求在 GHz 頻率下擁有高功率增益，帶來更少設計步驟、更簡易更具成本效益的設計 (采用低成本、低功率驅動晶體管)

　　運作面

　　絕佳的穩定性，由于負汲極電流溫度常數，所以不受熱散失的影響比雙載子更能忍受較高的負載未匹配現象 (VSWR)，提高現場實際應用的可靠度卓越的射頻穩定度，在閘極與汲極間內置隔離層，可以降低回授電容在平均無故障時間 (MTTF) 上有相當好的可靠度

　　1.LDMOS,即橫向雙擴散金屬-氧化物-半導體, 一般N-LDMOS比較常見,是通過源的N+和下面的P-共同擴散來形成溝道的,由于溝道與正常的MOS管沒什么區別,所以開啟電壓可以做到與普通MOS差不多, 另外,LDMOS一般用于高壓功率電路,通過漂移區低的攙雜濃度來承受漏端高的電壓;

　　2. LDMOS為什么可以承受高壓: 因為漂移區低攙雜的存在,LDMOS大部分電壓都會降落在此區域,從而保證溝道處電壓較低,那么如何實現LDMOS的高壓呢?最早提出的RESUF原理成功的實現了LDMOS的高壓應用,即優化外延N-層濃度與襯底濃度,使二者接近,可以達到高壓,但這個條件僅是必要條件,要實現高壓,P-和外延N-界面的擊穿也是一個薄弱環節,同時表面溝道盡頭,場氧邊緣都是電場集中的位置,為了使擊穿發生在漏下邊的N-與襯底結,RESUF原理要求在P-與N-外延層電場達到臨界值之前,整個漂移區全部耗盡,這樣就可以使表面電場強度得到最大程度的降低,從而實現高壓應用,如700V-1200V, 當然,一個很重要的問題是, Rdson與漂移區攙雜濃度相反,為實現高壓,一般漂移區濃度都比較低,這就極大的增加了Rdson, 為了降低開態電阻, 在漂移區表面增加P環的結構被發明出來,通過表面P-TOP,不但可以降低表面電場,還可以在保持擊穿電壓不變的情況下,增加漂移區約50%的攙雜,從而很大程度地降低了開態電阻,當然,具體濃度,尺寸,位置是存在優值的，需要模擬與實際流片相結合來獲得最佳條件, 另外, P型中間層等其他降低開態電阻的結構也早有人提出,因為會增加工藝的復雜度和模擬的準確度,實際應用的不多;

　　除了有P-TOP的雙RESURF原理以外,場板結構, 雙層浮空場板結構都用于降低表面電場,提高擊穿電壓.

　　VDMOS

　　垂直雙擴散金屬-氧化物半導體場效應晶體管VDMOS兼有雙極晶體管和普通MOS器件的優點，無論是開關應用還是線形應用，VDMOS都是理想的功率器件，VDMOS主要應用于電機調速、逆變器、不間斷電源、電子開關、高保真音響、汽車電器和電子鎮流器等。

　　特征:

　　接近無限大的靜態輸入阻抗特性，非常快的開關時間，導通電阻正溫度系數，近似常數的跨導， 高dV/dt。

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　　80年代以來，迅猛發展的超大規模集成電路技術給高壓大電流半導體注入了新的活力，一批新型的聲控功放器件誕生了，其中最有代表性的產品就是VDMOS聲效應功率晶體管。

　　這種電流垂直流動的雙擴散MOS器件是電壓控制型器件。在合適的柵極電壓的控制下，半導體表面反型，形成導電溝道，于是漏極和源極之間流過適量的電流

　　VDMOS兼有雙極晶體管和普通MOS器件的優點。與雙極晶體管相比，它的開關速度，開關損耗小;輸入阻抗高，驅動功率小;頻率特性好;跨導高度線性。特別值得指明出的是，它具有負的溫度系數，沒有雙極功率的二次穿問題，安全工作區大。因此，不論是開關應用還是線性應用，VDMOS都是理想的功率器件。

　　現在，VDMOS器件已廣泛應用于各種領域，包括電機調速、逆變器、不間斷電源、開關電源、電子開關、高保真音響、汽車電器和電子鎮流器等。由于VDMOS的性能價格比已優于雙極功率器件，它在功率器件市聲中的份額已達42%。并將繼續上升。