LDMOS晶体管的自热效应评价方法以及自热效应评价系统技术方案

一种LDMOS晶体管的自热效应评价方法以及自热效应评价系统，在所述自热效应评价系统中，所述LDMOS晶体管和温度感应器件相邻；根据温度测量单元，能够得到温度感应器件的温度；所述自热效应评价单元根据温度测量单元得到的温度感应器件的温度作为所述LDMOS晶体管的温度，并能够根据所述LDMOS晶体管的温度以及所述LDMOS晶体管的源漏电流值、信号电压，得到所述LDMOS晶体管的源漏电流值与信号电压、温度之间的关系。因此，本发明专利技术能够模拟自热效应对LDMOS晶体管I-V曲线的影响，在后续的电路设计中，可以根据本发明专利技术得到的LDMOS晶体管的源漏电流值与信号电压、温度之间的关系，将自热效应作为影响LDMOS晶体管的源漏电流值的参考量，从而使得LDMOS晶体管的设计性能更接近实际性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体领域，特别涉及一种LDMOS晶体管的自热效应评价方法以及自热效应评价系统。
技术介绍
与常见的场效应晶体管相比，LDMOS(lateraldouble-diffusedMOSFET)晶体管诸如增益、线性度、开关性能、散热性能以及减少级数等器件特性方面具有明显的优势，因此得到了广泛应用。LDMOS晶体管为一种高压器件，可以用于显示器驱动IC或者射频器件。由于常用于高压条件下，LDMOS晶体管在工作时温度较高，常常达到100摄氏度以上，在这种高温下，LDMOS晶体管会产生性能退化，随着温度升高，LDMOS晶体管的源漏等效电阻变大，使得漏极电流减小，这种现象称之为LDMOS晶体管的自热效应。在进行半导体器件设计时，需要考虑LDMOS晶体管的自热效应，即需要找到当前某一型号LDMOS晶体管的I-V曲线与LDMOS晶体管工作温度的关系，但是现有技术无法在LDMOS晶体管工作时直接测量LDMOS晶体管的温度，也就难以在进行LDMOS晶体管设计时考量自热效应这一因素，使得设计出的LDMOS晶体管性能难以符合标准。因此，如何能同时测量LDMOS晶体管在工作时的温度和I-V曲线，以在进行LDMOS晶体管设计时合理地考量自热效应，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是，提供一种LDMOS晶体管的自热效应评价方法以及自热效应评价系统，用于在保证晶体管所占的面积不增大的同时，提高LDMOS晶体管的击穿电压。为解决上述问题，本专利技术提供一种LDMOS晶体管的自热效应评价系统，包括：衬底；位于所述衬底上的LDMOS晶体管和温度感应器件，所述LDMOS晶体管和温度感应器件相邻，所述温度感应器件能够在所述LDMOS晶体管自热效应的作用下产生温度变化；温度测量单元，用于测量所述温度感应器件的电流，得到所述温度感应器件的温度；LDMOS晶体管控制单元，用于对所述LDMOS晶体管的栅极施加栅极电压、对源极施加信号电压，还用于测量所述LDMOS晶体管的源漏电流值；自热效应评价单元，用于根据温度测量单元得到的温度感应器件的温度作为所述LDMOS晶体管的温度，还用于根据所述LDMOS晶体管的温度以及所述LDMOS晶体管的源漏电流值、信号电压，得到所述LDMOS晶体管的源漏电流值与信号电压、温度之间的关系。可选的，所述温度感应器件为辅助二极管。可选的，所述衬底上还设有掺杂隔离层，所述LDMOS晶体管位于所述掺杂隔离层上，所述辅助二极管靠近所述LDMOS晶体管的一极位于所述掺杂隔离层上。可选的，所述辅助二极管包括靠近所述LDMOS晶体管的第一极和远离所述LDMOS晶体管的第二极，所述第一极位于所述掺杂隔离层上。可选的，所述辅助二极管施加一预设电压时，所述辅助二极管的电流与温度具有对应关系；所述温度测量单元包括：二极管电源，与所述辅助二极管电连接，用于对所述辅助二极管施加电压；电流测量单元，用于测量所述辅助二极管的电流；计算单元，基于所述对应关系，根据所述辅助二极管的电流获得辅助二极管的温度。可选的，所述自热效应评价系统还包括：加热装置，用于在二极管电源向辅助二极管施加一预设电压时加热所述衬底，使所述辅助二极管的温度升高；所述计算单元基于加热装置的温度和所述电流测量单元测量的电流获得辅助二极管的电流与温度的对应关系。可选的，所述加热装置上设有温度计量装置，所述温度计量装置能够实时反应所述加热装置的温度。可选的所述计算单元包括：存储单元，用于存储所述辅助二极管的电流与饱和电流、预设电压和温度之间的第一函数关系所述饱和电流与温度之间具有第二函数关系以及根据所述第一函数关系和第二函数关系得到的所述电流-温度函数的初步表达式其中Id为流过所述辅助二极管的电流，Vd为施加在所述辅助二极管的预设电压，T为所述辅助二极管的温度，Is为所述辅助二极管的饱和电流，A和ΦB为与所述辅助二极管自身性质相关的常数；化简单元，与所述加热装置相连，用于在加热所述衬底的步骤中，获取不同温度下辅助二极管的饱和电流Is和所述电流-温度函数的初步表达式中的ΦB，并根据所述饱和电流Is和ΦB简化所述电流-温度函数的初步表达式为简化表达式Id＝A·T2；拟合单元，用于将加热所述衬底的步骤中，在一预设电压下得到的多组温度T和电流带入简化后表达式Id＝A·T2，得到常数A，以得到所述电流-温度函数的最终表达式，以所述最终表达式作为温度感应器件的电流与温度的对应关系。本专利技术还提供一种LDMOS晶体管自热效应评价方法，所述LDMOS晶体管位于衬底上，所述衬底上还设置有温度感应器件，所述LDMOS晶体管和温度感应器件相邻，所述温度感应器件能够在所述LDMOS晶体管自热效应的作用下产生温度变化，所述评价方法包括：加热所述衬底，使温度感应器件的温度升高，对所述温度感应器件施加预设电压，测量在不同温度下，流过所述温度感应器件的电流值，以获得所述温度感应器件的电流与温度的对应关系；使所述LDMOS晶体管和温度感应器件恢复常温，对所述LDMOS晶体管的栅极施加栅极电压、对源极施加信号电压，使所述LDMOS晶体管工作；对所述温度感应器件施加所述预设电压，在LDMOS晶体管工作过程中所述LDMOS晶体管的自热效应使得所述温度感应器件温度升高；在温度感应器件温度升高过程中，测量流过所述温度感应器件的电流值，并基于所述电流与温度的对应关系获得所述温度感应器件的温度，作为所述LDMOS晶体管的当前温度；在LDMOS晶体管的每一温度值下，使所述信号电压变化，并测量流过所述LDMOS晶体管的源漏电流值，获得每一温度值下信号电压与源漏电流值的对应关系，结合多个温度值下的信号电压与源漏电流值的对应关系得到所述LDMOS晶体管的信号电压、源漏电流值和温度之间的关系。可选的，所述温度感应器件为辅助二极管，对所述温度感应器件施加预设电压的步骤包括：对所述辅助二极管两极之间施加预设电压；测量流过所述温度感应器件的电流值的步骤包括：测量流过所述辅助二极管的电流值。可选的，获得所述温度感应器件的电流与温度的对应关系的步骤包括：所述辅助二极管的电流值与饱和电流、所述辅助二极管两极之间的电压和温度之间具有第一函数关系所述饱和电流与温度之间具有第二函数关系由所述第一函数关系和第二函数关系表示可以得到所述辅助二极管的电流-温度函数的初步表达式其中Id为流过所述辅助二极管的电流，Vd为施加在所述辅助二极管两极之间的第一电压，T为所述辅助二极管的温度，Is为所述辅助二极管的饱和电流，A和ΦB为与所述辅助二极管自身性质相关的常数；所述电流-温度函数的初步表达式在所述第一电压Vd中选取一预设电压Vdx作为一常数；在加热所述衬底的步骤中，在每一温度下，对所述辅助二极管两极之间分别施加多个第一电压Vd，并测量与各第一电压Vd相对应的所述辅助二极管的电流，获得不同温度下第一函数关系根据不同温度下第一电压Vd和电流的曲线关系获得不同温度下辅助二极管的饱和电流Is；基于第二函数关系以及所述不同温度T下辅助二极管的饱和电流Is，获得ΦB根据所述常数ΦB选取多个第一电压Vd内的某一电压值作为预设电压Vdx，所述预设电压Vdx满足以简化所述电流-温度函数的初步表达式为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LDMOS晶体管的自热效应评价系统，其特征在于，包括：衬底；位于所述衬底上的LDMOS晶体管和温度感应器件，所述LDMOS晶体管和温度感应器件相邻，所述温度感应器件能够在所述LDMOS晶体管自热效应的作用下产生温度变化；温度测量单元，用于测量所述温度感应器件的电流，得到所述温度感应器件的温度；LDMOS晶体管控制单元，用于对所述LDMOS晶体管的栅极施加栅极电压、对源极施加信号电压，还用于测量所述LDMOS晶体管的源漏电流值；自热效应评价单元，用于根据温度测量单元得到的温度感应器件的温度作为所述LDMOS晶体管的温度，还用于根据所述LDMOS晶体管的温度以及所述LDMOS晶体管的源漏电流值、信号电压，得到所述LDMOS晶体管的源漏电流值与信号电压、温度之间的关系。

【技术特征摘要】
1.一种LDMOS晶体管的自热效应评价系统，其特征在于，包括：衬底；位于所述衬底上的LDMOS晶体管和温度感应器件，所述LDMOS晶体管和温度感应器件相邻，所述温度感应器件能够在所述LDMOS晶体管自热效应的作用下产生温度变化；温度测量单元，用于测量所述温度感应器件的电流，得到所述温度感应器件的温度；LDMOS晶体管控制单元，用于对所述LDMOS晶体管的栅极施加栅极电压、对源极施加信号电压，还用于测量所述LDMOS晶体管的源漏电流值；自热效应评价单元，用于根据温度测量单元得到的温度感应器件的温度作为所述LDMOS晶体管的温度，还用于根据所述LDMOS晶体管的温度以及所述LDMOS晶体管的源漏电流值、信号电压，得到所述LDMOS晶体管的源漏电流值与信号电压、温度之间的关系。2.根据权利要求1所述的自热效应评价系统，其特征在于，所述温度感应器件为辅助二极管。3.根据权利要求2所述的自热效应评价系统，其特征在于，所述衬底上还设有掺杂隔离层，所述LDMOS晶体管位于所述掺杂隔离层上，所述辅助二极管靠近所述LDMOS晶体管的一极位于所述掺杂隔离层上。4.根据权利要求3所述的自热效应评价系统，其特征在于，所述辅助二极管靠近所述LDMOS晶体管的一极为第一极，所述辅助二极管还包括远离所述LDMOS晶体管的第二极。5.根据权利要求2所述的自热效应评价系统，其特征在于，所述辅助二极管施加一预设电压时，所述辅助二极管的电流与温度具有对应关系；所述温度测量单元包括：二极管电源，与所述辅助二极管电连接，用于对所述辅助二极管施加电压；电流测量单元，用于测量所述辅助二极管的电流；计算单元，基于所述对应关系，根据所述辅助二极管的电流获得辅助二极管的温度。6.根据权利要求5所述的自热效应评价系统，其特征在于，所述自热效应评价系统还包括：加热装置，用于在二极管电源向辅助二极管施加一预设电压时加热所述衬底，使所述辅助二极管的温度升高；所述计算单元基于加热装置的温度和所述电流测量单元测量的电流获得辅助二极管的电流与温度的对应关系。7.根据权利要求6所述的自热效应评价系统，其特征在于，所述加热装置上设有温度计量装置，所述温度计量装置能够实时反应所述加热装置的温度。8.根据权利要求6所述的自热效应评价系统，其特征在于，所述计算单元包括：存储单元，用于存储所述辅助二极管的电流与饱和电流、预设电压和温度之间的第一函数关系Id=Is[exp(qVdnkT)-1];]]>所述饱和电流与温度之间具有第二函数关系以及根据所述第一函数关系和第二函数关系得到的所述电流-温度函数的初步表达式Id=A·T2·[exp(qVdnkT-ΦBkT)];]]>其中Id为流过所述辅助二极管的电流，Vd为施加在所述辅助二极管的预设电压，T为所述辅助二极管的温度，Is为所述辅助二极管的饱和电流，A和ΦB为与所述辅助二极管自身性质相关的常数；化简单元，与所述加热装置相连，用于在加热所述衬底的步骤中，获取不同温度下辅助二极管的饱和电流Is和所述电流-温度函数的初步表达式中的ΦB，并根据所述饱和电流Is和ΦB简化所述电流-温度函数的初步表达式为简化表达式Id＝A·T2；拟合单元，用于将加热所述衬底的步骤中，在一预设电压下得到的多组温度T和电流带入简化后表达式Id＝A·T2，得到常数A，以得到所述电流-温度函数的最终表达式，以所述最终表达式作为温度感应器件的电流与温度的
\t对应关系。9.一种LDMOS晶体管自热效应评价方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘正浩，冯军宏，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31