论文部分内容阅读
自从1969年Y.Tarui等人提出LDMOS结构以来,因其为单极型器件,不受少子存储效应的影响,与存储电荷相关的延迟大大减小,与双极型器件相比,LDMOS具有较快的开关速度和较高的截至频率,最初在功率电子学领域作为开关器件得到了广泛应用。而在射频应用方面,LDMOS较之双极晶体管而言也具有许多优点:由于在大电流范围的跨导保持较大并为常数,故线性放大的动态范围较大,并在较大输出功率时能有较大的线性增益;交叉调制失真较低等,这些是双极晶体管所不能达到的。因此,LDMOS器件特性得到深入研究。随着VLSI工艺水平的不断发展,CMOS CCD技术特征尺寸越来越小,CCD阵列也越来越大,出现了大CCD阵列,甚至是超大CCD阵列。因此,大CCD阵列对驱动功率要求也越来越大,要求CCD的驱动电路需要在给定驱动电压和驱动频率下具有更大的电流驱动能力,并且消耗更小的芯片面积。然而采用单纯的CMOS电路比较难以同时满足这些要求。而SOILDMOS器件既具有高频大功率驱动能力,又与CMOS工艺兼容,比复杂结构的纯CMOS驱动电路占用更小的芯片面积。因此,SOI LDMOS将成为CMOS CCD大阵列大功率驱动输出级首选器件。本文利用SOI LDMOS较高的功率驱动能力,在较高的电压下,为CCD阵列提供所需的驱动电流。借助Silvaco TCAD软件的仿真,建模、设计、计算得出CCD单元栅极所需要的驱动电流,时间常数;同时为设计SOI LMODS提出相应的参数要求。最后,根据所提出的参数要求,采用Silvaco TCAD仿真辅助设计SOI LDMOS器件界面结构,按照0.5μm SOI CCD CMOS工艺设计规则设计并绘制了SOI LDMOS版图,并进行后仿真验证,结果表明达到了设计要求。在此基础上建立了以SOI LDMOS为负载的CMOS反相器驱动要求模型,求解出SOILDMOS的CMOS反相器驱动指标要求,进而设计了三级反相器驱动电路结构,版图结构并绘制了该三级SOI CMOS反相器的驱动电路版图。