半导体器件寄生电阻获取方法技术

本发明专利技术提供半导体器件寄生电阻获取方法，所述半导体器件包括衬底、以及位于所述衬底中的源区、漏区、沟道及沟道下方的埋区，所述方法包括如下步骤：获得半导体器件的等效电路模型，其中，将源区、漏区和沟道分别等效为寄生晶体管的发射区、集电区和基区；对所述半导体器件进行TLP测试，获取电流电压曲线；根据所述电流电压曲线进行线性拟合，得到该半导体器件的寄生电阻。本发明专利技术通过对器件结构的剖析、等效电路的获取、TLP电压电流曲线的测试、击穿机理过程分析、曲线分析，得到了一种半导体器件获取寄生电阻的方法，该方法非常简洁地得到了RFLDMOS的寄生电阻，为器件的优化设计提供了指导方法。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件寄生电阻获取方法
本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种射频放大器件横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管的可靠性设计领域。
技术介绍
横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(LDMOS，LateralDoubleDiffusedMOSFET)是一种市场需求大，发展前景广阔的射频功率放大器件。在射频无线通信领域，基站和长距离发射机几乎全部使用硅基横向双扩散金属氧化物半导体场效应高功率晶体管；此外，横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管还广泛应用于射频放大器，如高频HF、甚高频VHF和特高频UHF通信领域、脉冲雷达、工业、科学和医疗应用、航空电子和通信系统等领域。由于横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管具有高增益、高线性、高耐压、高输出功率和易于与CMOS工艺兼容等优点，硅基横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管已成为射频半导体功率器件的一个新热点。但是鉴于横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管的特殊应用方式，横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管需要使用在不同种类放大器设计中，因此需要其满足较高等级的抗驻波能力、抗浪涌能力以及抗静电放电能力，合适的可靠性设计能够有效提升器件的可靠性。随着无线通信系统的发展，各类无线设备进入到人们的生活当中。每一个无线设备中都有一个或者多个独立的或集成的射频微波功率放大器件。因为功率放大的功能，器件通常工作在高温高电流的状态下，随机的静电放电或者电路失配，就会对器件带来不可预知的损伤。有鉴于此，针对该方面问题提出一种半导体器件寄生电阻获取方法，以横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管为例，用以获得该类器件的寄生电阻，来指导该类器件的可靠性设计是本专利技术所要解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供半导体器件寄生电阻获取方法，用以获得该类器件的寄生电阻，指导半导体器件的设计，尤其是类似于横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管的器件的设计，优化其设计方案，提高器件的可靠性。本专利技术提供一种半导体器件寄生电阻获取方法，所述半导体器件包括衬底、以及位于所述衬底中的源区、漏区、沟道及沟道下方的埋区，所述方法包括如下步骤：获得半导体器件的等效电路模型，其中，将源区、漏区和沟道分别等效为寄生晶体管的发射区、集电区和基区；对所述半导体器件进行TLP测试，获取电流电压曲线；根据所述电流电压曲线进行线性拟合，得到该半导体器件的寄生电阻。优选地，TLP测试获取的电流电压曲线包括AB段、BC段和CD段，其中，所述AB段为器件发生雪崩倍增效应之前的曲线，所述BC段为器件发生雪崩倍增效应的曲线，所述CD段为器件二次击穿的曲线。优选地，所述C点的电流It2为所述器件二次击穿电流，用于线性拟合的曲线的电流区间为该区间位于所述BC段。优选地，所述用于线性拟合的表达式为ITLP＝GTLP*VTLP+Id0其中，ITLP表示TLP测试中的电流，GTLP表示所述曲线进行线性拟合后对应的斜率，VTLP表示TPL测试中的电压，Id0为常数。优选地，所述寄生电阻优选地，所述寄生电阻RTLP包括埋区电阻RB和漏区电阻Rndrift，且RTLP＝RB+Rndrift。优选地，所述器件的等效电路中，包括源极和漏极之间的二极管DDB，其开启电压为Vdiode,on，则获取埋区电阻进而得出漏区电阻Rndrift。优选地，所述二极管DDB的开启电压Vdiode,on通过所述器件的制作工艺获得。优选地，所述埋区为P掺杂埋区，其掺杂浓度高于所述沟道的掺杂浓度。优选地，所述半导体器件为横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的半导体器件寄生电阻获取方法，将半导体器件转换为等效的电路模型，将源区、漏区和沟道分别等效为寄生晶体管的发射区、集电区和基区，对该半导体器件进行TLP测试，并根据获取的电流电压曲线进行线性拟合，从而获取寄生晶体管的寄生电阻，并通过源极和漏极之间的二极管的开启电压分别获得寄生电阻中的埋区电阻和漏区电阻。进而最终根据寄生电阻评估所述半导体器件的可靠性。根据该基区寄生电阻可以评估该半导体器件抗驻波能力、抗浪涌能力以及抗静电放电能力。进一步地，还可以指导半导体器件的设计，优化器件性能，增强设计器件的可靠性。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1示出了本专利技术实施例半导体器件的结构示意图。图2示出了本专利技术实施例半导体器件的等效电路示意图。图3示出了本专利技术实施例TLP测试原理图。图4示出了本专利技术实施例TLP测试获得的电流电压曲线图。图5示出了本专利技术实施例寄生电阻电路示意图。图6示出了本专利技术实施例TLP电流电压曲线拟合示意图。具体实施方式以下将参照附图更详细地描述本专利技术。在各个附图中，相同的部分及元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。应当理解，在描述某个结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其他的层或区域。并且，如果将该结构翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。如果为了描述直接位于另一层、另一个区域上面的情形，本文将采用“A直接在B上面”或“A在B上面并与之邻接”的表述方式。在下文的描述中，将描述半导体材料的掺杂类型具体为P型和N型之一。可以理解，如果反转各个半导体材料的掺杂类型，也可以获得相同功能的半导体器件，并适用相同的评估方法。本专利技术可以各种形式呈现，以下将描述其中的一些示例。图1示出了本专利技术实施例半导体器件的结构示意图。本专利技术实施例的半导体器件为横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(LDMOS，LateralDoubleDiffusedMOSFET)。如图1所示，横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管包括金属背板114、半导体衬底101、位于半导体衬底101上的外延层102、位于外延层102中的沟道区103和漂移区104、位于沟道区103下方的埋区113、位于外延层102中的PSK区105、分别位于沟道区103和漂移区104中的源区106和漏区107、位于源区106上的源极108、位于漏区107上的漏极109、位于外延层102上的栅极111、位于栅极111与外延层102之间的栅介质层110、位于栅极111上屏蔽层112。半导体衬底101低电阻率的半导体材料，例如是重掺杂的P型半导体衬底，在器件制作完成后，通过减薄金属背板114以降低寄生电阻和热阻。外延层102例如是轻掺杂的P掺杂外延层，在一个实例中，半导体衬底101例如是单晶硅衬底，外延层102例如是硅外延层，并且分别采用合适的掺杂剂掺杂成期望的掺杂类型。沟道区103例如是轻掺杂的P型沟道区，位于外延层102的一侧；沟道区103下方的埋区113例如是较重掺杂的P型埋区，其掺杂浓度高于所述沟道区103的掺杂浓度；漂移区104例如是轻掺杂的N型漂移区，位于外延层102的另一侧，用于承受一定的电压，优化其长度及掺杂浓度分布可以使器件在不同的条件下工作；源区106例如是位于沟道区103的重掺杂N型源区，有相应的源极108与其相连接；漏区107例如是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件寄生电阻获取方法，所述半导体器件包括衬底、以及位于所述衬底中的源区、漏区、沟道及沟道下方的埋区，所述方法包括如下步骤：获得半导体器件的等效电路模型，其中，将源区、漏区和沟道分别等效为寄生晶体管的发射区、集电区和基区；对所述半导体器件进行TLP测试，获取电流电压曲线；根据所述电流电压曲线进行线性拟合，得到该半导体器件的寄生电阻。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件寄生电阻获取方法，所述半导体器件包括衬底、以及位于所述衬底中的源区、漏区、沟道及沟道下方的埋区，所述方法包括如下步骤：获得半导体器件的等效电路模型，其中，将源区、漏区和沟道分别等效为寄生晶体管的发射区、集电区和基区；对所述半导体器件进行TLP测试，获取电流电压曲线；根据所述电流电压曲线进行线性拟合，得到该半导体器件的寄生电阻。2.根据权利要求1所述的寄生电阻获取方法，其特征在于，所述TLP测试获取的电流电压曲线包括AB段、BC段和CD段，其中，所述AB段为器件发生雪崩倍增效应之前的曲线，所述BC段为器件发生雪崩倍增效应的曲线，所述CD段为器件二次击穿的曲线。3.根据权利要求2所述的寄生电阻获取方法，其特征在于，所述C点的电流It2为所述器件二次击穿电流，用于线性拟合的曲线的电流区间为该区间位于所述BC段。4.根据权利要求3所述的寄生电阻获取方法，其特征在于，所述用于线性拟合的表达式为ITLP＝GTLP*VTLP+Id0其中，ITLP表...

【专利技术属性】
技术研发人员：李浩，杜寰，
申请(专利权)人：北京顿思集成电路设计有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11