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射频横向双扩散晶体管(RF LDMOS)是现代无线通信设备中功率放大器的核心有源器件,由于具有高线性度、高效率、良好的散热特性以及与传统CMOS工艺兼容带来的低成本等优势,因而广泛应用于蜂窝通信基站、雷达、航空、广播电视和工业、科研、医疗(ISM)等领域。本论文基于华虹宏力0.35μm工艺平台,围绕工作于50V偏置电压的RF LDMOS设计,开展了一系列研究工作。利用TCAD工具的仿真能力,对器件的前工艺和物理结构进行深入分析并制定了实验方案。对流片完成的管芯分别在负载牵引系统和板级功率放大器上进行验证,测试结果达到设计目标。 论文主要成果和创新点如下: 1.设计了器件的工艺流程以及物理和版图结构;通过工艺仿真和器件仿真工具以及实验验证手段,对RF LDMOS器件关键的体区和漂移区进行了细致深入的研究,特别是屏蔽层的设计对击穿电压和导通电阻的影响,得到了较佳的结构和工艺参数; 2.提出了双层法拉第屏蔽结构与多次漂移区注入结合的工艺,在显著提高器件击穿电压的同时大幅降低器件的导通电阻。该方法在仿真和实验中均得到了验证; 3.完成了芯片的流片和测试;负载牵引系统上测得总栅宽8.4毫米和96毫米的管芯在1.3GHz测试频率下分别有42.6dBm(18.2W)和52dBm(158W)的饱和输出功率,功率密度分别达到2.17W/mm和1.65W/mm,显示出优异的射频功率放大性能。