توشيبا واليابان أشباه الموصلات إظهار التحسين المتزامن لتحمل البيئة والتنمية المستدامة وكفاءة الطاقة للارتفاع الجهد االكهربى LDMOS للسيارات المرحلية التناظرية
اليابان أشباه الموصلات شركة
طوكيو - توشيبا إلكتروني لقد أظهرت شركة الأجهزة والتخزين ("توشيبا") وشركة اليابان لأشباه الموصلات ("شركة أشباه الموصلات اليابانية") معًا طريقة لتحسين موثوقية وأداء وحدات MOS ذات الجهد العالي المنتشر جانبيًا (LDMOS)، والمكونات الأساسية لـ تستخدم الدوائر المتكاملة التناظرية في مجموعة واسعة من تطبيقات السيارات، مثل برامج تشغيل التحكم في المحركات. مع تقدم كهربة المركبات، بما في ذلك النشر على نطاق أوسع لأنظمة مساعدة السائق المتقدمة (ADAS)، ستتمكن شركة Toshiba وJapan Semiconductor من تقديم تصميم محسّن لخلايا LDMOS استنادًا إلى الفولتية المطلوبة.
تم الإبلاغ عن تفاصيل الإنجاز في الندوة الدولية التي ترعاها IEEE حول أجهزة أشباه موصلات الطاقة و ICs 2021 (ISPSD 2021) ، والتي عقدت عبر الإنترنت.
كانت هناك مقايضة في تصميم LDMOS بين الموثوقية والأداء. من المعروف أن تحمل التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) ، كما تم قياسه باستخدام نموذج جسم الإنسان (HBM) ، قد تم تحسينه عن طريق زيادة نسبة الباب الخلفي*1 لقمع العمل الطفيلي ثنائي القطب الجانبي*2، مما يحط من تحمل HBM. ومع ذلك ، فإن زيادة نسبة الباب الخلفي تزيد أيضًا من المقاومة ، مما يقلل من الأداء. حتى الآن ، كان على مصممي LDMOS موازنة تحمل HBM ضد مقاومة أعلى.
قامت Toshiba و Japan Semiconductor بتقييم تحمل HBM في LDMOS ووجدتا عدم وجود زيادة فوق 80 فولت ، حتى إذا تم زيادة نسبة الباب الخلفي. في محاكاة ثنائية الأبعاد لـ TCAD ، وجدوا أن هذا يرجع إلى ظهور العمل الطفيلي ثنائي القطب الرأسي جنبًا إلى جنب مع الإجراء ثنائي القطب الطفيلي الجانبي ، وهي ظاهرة ستمنح المصممين قدرًا أكبر من الحرية عند تعيين المعلمات لـ HBM ونسبة الباب الخلفي.
باستخدام هذا الاكتشاف بالتزامن مع أ التكنلوجيا تم تطويره بواسطة شركة Toshiba والذي يعمل على تحسين معلمات تصميم الخلية بخلاف نسبة البوابة الخلفية*3تقترح شركة Toshiba و Japan Semiconductor طريقة لتحسين تحمل HBM وقمع المقاومة في 80 فولت وأعلى LDMOS ، والتي تتمتع بتسامح HBM ولا تعتمد على نسبة الباب الخلفي. يمكن أن يشمل ذلك الأجهزة المستخدمة في المحركات والتوجيه وأنظمة السيارات الأخرى ، وسيساهم في تحسين الموثوقية وكفاءة الطاقة.
تمتلك Toshiba مجموعة واسعة من LDMOS بجهود مختلفة لتطبيقات مختلفة ، وتقوم بتطوير تقنية معالجة من الجيل الخامس ستدمج الذاكرة غير المتطايرة المضمنة (eNVM) والدوائر المتكاملة التناظرية عالية الجهد.
تلتزم شركة Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation وشركة Japan Semiconductor Corporation بالبحث والتطوير في مجال أشباه الموصلات الذي يساهم في انخفاض استهلاك الطاقة والموثوقية العالية.
العلاقة بين تحمل HBM ونسبة الباب الخلفي (نتائج اختبار Toshiba)
اختلاف العمل الطفيلي ثنائي القطب الذي يخضع لاختبار HBM في LDMOS منخفض الجهد وعالي الجهد (نتائج اختبار Toshiba)
في LDMOS منخفض الجهد ، يكون العمل الطفيلي ثنائي القطب الجانبي هو المسيطر.
في LDMOS عالي الجهد ، يكون العمل الطفيلي ثنائي القطب الرأسي هو السائد.
ملاحظة
[1] نسبة البوابة الخلفية: لدى Toshiba LDMOS مصادر بديلة وبوابات خلفية على طول عرضها. تشير نسبة Backgate إلى العرض الكلي للبوابات الخلفية مقابل تلك الخاصة بالمصادر والبوابات الخلفية.
[2] العمل الطفيلي ثنائي القطب: ظاهرة لوحظت أثناء اختبارات HBM. عندما يتم تطبيق الجهد الإيجابي على استنزاف LDMOS ، يحدث تأين التأثير عند تقاطع PN. يعمل الصرف / الجسم / المصدر كمجمع / قاعدة / باعث للقطبين الطفيلي الترانزستور، وجامع التدفقات الحالية. يتركز تيار المجمع عند سطح Si وتزداد درجة حرارة الشبكة ، مما يؤدي إلى تدمير الجهاز.
[3] تم الإبلاغ عن تفاصيل التقنية في ISPSD 2017. (العنوان: "تحسين متانة HBM لعزل Nch-LDMOS المعزول تمامًا لجهد الدخل السالب باستخدام معامل مؤشر فريد.")
- استعلامات العميل:
* قد تكون أسماء الشركات وأسماء المنتجات وأسماء الخدمات علامات تجارية لشركاتها المعنية.
* المعلومات الواردة في هذا المستند ، بما في ذلك أسعار المنتجات والمواصفات ومحتوى الخدمات ومعلومات الاتصال ، سارية في تاريخ الإعلان ولكنها عرضة للتغيير دون إشعار مسبق.