双扩散型MOSFET栅电阻测试实现与应用

功率MOSFET的开关性能主要取决于栅极和源极间的等效电阻Rg和等效电容Cgs的乘积。讲述了双扩散型MOSFET栅电阻Rg和栅电容Cgs的等效模型和构成,介绍了金属绝缘半导体结构C-V曲线及栅电阻Rg的测试方法和设备。通过选用不同的直流偏置电压、频率、信号幅值等进行测试,确定了比较合适的栅电阻Rg测试方法。栅电阻Rg测试还可以用于生产中的不良分析。

双极晶体管导通状态对功率纵向双扩散MOSFET静态电流-电压特性的影响

通过对VDMOS结构器件测量的I—V特性和模拟结果的分析 ,发现在此结构中 ,寄生的双极管对器件性能具有不良影响 .可以来用一种新型的具有浅扩散p+区的自对准VDMOS结构 ,以完全消除寄生的BJT导通机制 。

垂直导电双扩散型MOS管及其应用

本文分析与介绍了近期迅速崛起的电力电子场控器件──垂直导电双扩散型ＭＳ管的技术特点，发展概况及在电力电子技术、计算机、音响等方面的应用。

N型MOSFET器件总剂量效应通用测试系统设计

抗辐照电机驱动器研发需要准确获取电桥电路金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)器件的总剂量效应失效阈值,电流-电压、电容-电压等离线测试方法,无法真实反映器件开关性能随累积剂量增加的连续变化过程。因此,针对MOSFET器件总剂量效应的在线测试需求,设计了基于高速信号采集及存储的通用化测试系统,具备被测样品驱动、高频信号采集、高速数据存储、数据模块管理等功能。利用典型商用MOSFET器件开展了总剂量效应测试,结果显示,当吸收剂量达598.08±41.54 Gy(Si)时,样品采集方波波形开始出现异常,低电平电压升高至0.82 V,高电平电压始终正常;随着累积剂量的增大,低电平电压持续性升高至1.08 V,并进一步升高至1.24 V,但器件开关功能保持正常;当累积剂量达1775.41±219.68 Gy(Si)时,采集波形跳变为2.93 V的直线,无方波信号输出,经判断MOSFET开关功能完全受损。

具有P型覆盖层新型超级结横向双扩散功率器件

为了设计功率集成电路所需要的低功耗横向双扩散金属氧化物半导体器件(lateral double-diffused MOSFET),在已有的N型缓冲层超级结LDMOS(N-buffered-SJ-LDMOS)结构基础上,提出了一种具有P型覆盖层新型超级结LDMOS结构(P-covered-SJ-LDMOS).这种结构不但能够消除传统的N沟道SJ-LDMOS由于P型衬底产生的衬底辅助耗尽问题,使得超级结层的N区和P区的电荷完全补偿,而且还能利用覆盖层的电荷补偿作用,提高N型缓冲层浓度,从而降低了器件的比导通电阻.利用三维仿真软件ISE分析表明,在漂移区长度均为10μm的情况下,P-covered-SJ-LDMOS的比导通电阻较一般SJ-LDMOS结构降低了59%左右,较文献提出的N型缓冲层SJ-LDMOS(N-buffered-SJ-LDMOS)结构降低了43%左右.

超深亚微米工艺下模拟IC仿真的MOSFET模型

对MOSFET器件特性、MOSFET建模方法和建模发展历程进行了回顾,分析了在模拟集成电路低功耗设计中比较流行的模型(BSIM3和EKV模型),对它们进行了比较,分析其各自的优点和缺点。结果表明获得能够精确地预测高性能模拟系统的模型是很困难的,而EKV模型在模拟集成电路的低功耗设计中具有一定的优势。

基于MOSFET管的电压型逆变器电流质量的改进研究

针对基于MOSFET管的电压型逆变电路 ,从MOSFET管的特性和逆变电路两方面深入详细地探讨了它们对电压型逆变器电流质量的影响 ;同时深入分析了在带负载情况下 ,MOS FET管和逆变电路的耦合作用对电路的综合影响。并就此提出改进方案 ,仿真结果和实验结果表明 ,改进效果非常明显。

沟槽型MOSFET的发展(英文)

在功率变换器中沟槽型MOSFET取代功率二极管传递能量有两个优点:可以用PWM驱动电路灵活地控制MOSFET为不同的负载提供所需的能量;导通电阻低,能耗小。文章介绍了新研究出来的厚栅氧MOSFET,RSO MOSFET,集成肖特基二极管的沟槽型MOSFET,并对它们的机理和性能进行了阐述和分析。

新型PSOI LDMOSFET的结构优化

针对沟道下方开硅窗口的图形化SOI(PSOI)横向双扩散MOSFET(LDMOSFET)进行了结构优化分析,发现存在优化的漂移区长度和掺杂浓度以及顶层硅厚度使PSOILDMOSFET具有最大的击穿电压和较低的开态电阻。PSOI结构的RESURF条件为Nd·tsi=1.8～3×1012cm-2。对结构优化的PSOILDMOSFET进行了开态输出特性模拟,输出特性曲线没有曲翘现象和负导现象,开态击穿电压可达到16V,器件有源区的温度降低了50℃。结构优化有利于提高器件性能和降低器件的开发成本。

基于MOSFET管的电压型逆变器开关特性研究

通过对基于MOSFET管电压型逆变电路的试验,研究了在不同负载情况下电子器件及电路的耦合作用对逆变电路输出电压和电流的的综合影响。在对MOSFET管开关特性研究的基础上对逆变电路建立了稳态和瞬态模型,通过仿真和大量实验提出了改进逆变电路的方案,并根据仿真和实验结果找出最佳实验值,抑制了逆变电路输出波形中的尖峰脉冲,改善了逆变电路的输出特性。

多角体病毒琼脂免疫双扩散和ELISA检测研究

用提纯的SpltNPV、AcNPV病毒粒子分别为免疫抗原获得抗血清,以此抗血清为抗体,提纯的SpltNPV、AcNPV多角体裂解所得粗提纯病毒粒子为检测抗原,初步建立两种病毒的琼脂免疫双扩散法和ELISA间接检测方法。琼脂免疫双扩散结果表明:所得抗血清能识别粗提抗原,但不能与细胞培养的病毒粒子反应。两种病毒I-ELISA检测灵敏度分别达11.23、11.67 ng。

碳化硅MOSFET反型沟道迁移率的研究

SiCMOSFET是制作高速、低功耗开关功率器件的理想材料,然而,制作反型沟道迁移率较高的SiCMOSFET工艺尚未取得满意结果。通过在NO中高温退火可以显著地提高4H-SiCMOSFET的有效沟道迁移率;采用H2中退火制作的4H-SiCMOSFET阈值电压为3.1V,反型沟道迁移率高于100cm2/Vs的栅压的安全工作区较宽。N2O退火技术由于其的安全性而发展迅速并将取代NO。

一种新型低压功率MOSFET结构分析

介绍了一种新型的低压功率MOSFET结构——Trench MOSFET。将其与常规VDMOS通过在 结构参数、电性能参数上的比较和分析,最终肯定了Trench MOSFET结构的优点。

4H-SiC台阶型沟槽MOSFET器件

介绍了一种4H-SiC台阶型沟槽MOSFET器件。该结构引入了台阶状沟槽,使用TCAD软件对台阶状沟槽的数量、深度、宽度等参数进行了拉偏仿真,确定了最优台阶结构参数。仿真结果表明,与传统的UMOS器件相比,最优台阶结构参数下的台阶状沟槽MOSFET器件关断状态下的栅氧化层尖峰电场减小了12%,FOM值提升了5.1%。提出了形成台阶的一种可行性方案,并给出了实验结果,SEM结果表明,可以通过侧墙生长加湿法腐蚀的方法形成形貌良好的台阶。

薄膜双栅MOSFET体反型现象的研究

通过对QM模型的介绍,说明了薄膜双栅MOSFET体反型现象是量子效应的结果,并对QM模型中提出的反型层质心概念进行了剖析,阐述了其重要的物理意义和应用价值。利用反型层质心概念,提出了一组形式非常简单,且与体硅单沟道MOSFET表达式十分相似的薄膜双栅MOSFET亚阈值区反型层载流子浓度和亚阈值电流的表达式,与MEDICI模拟结果的比较证明了其精确性。应用反型层质心及所提出的亚阈值区模型,对薄膜双栅MOSFET体反型现象进行了深入的分析,提出了一个能够较好体现体反型作用的硅膜厚度范围。

4H-SiC平面型和沟槽型MOSFET高低温下的特性

采用自对准工艺制备了1.2 kV4H-SiC平面型和沟槽型MOSFET器件,并在90~490 K的温度范围内对4H-SiC MOSFET器件的静态和动态特性与商用1.2 kV Si IGBT器件的性能进行了对比研究。4H-SiC MOSFET器件的静态特性包括导通电阻(Ron)和阈值电压(Vth),而动态特性则重点研究了开关能量损耗(ESW)随温度的变化。首次在低温下针对与沟道缺陷相关的4H-SiC平面型和沟槽型MOSFET的动态导通电阻退化机理进行了定量化分析。实验结果发现4H-SiC平面型MOSFET器件的开启瞬态的延迟较小短,而4H-SiC沟槽型MOSFET器件表现出显著的开启瞬态延迟和动态导通电阻退化现象,在低温下动态电阻退化现象更为严重。CV特性曲线显示动态导通电阻退化是由于沟槽型器件沟道中与工艺相关的缺陷造成的。随着4HSiC沟槽型MOSFET器件制备工艺的不断成熟,工艺相关的缺陷有望得到缓解,从而从根本上消除动态导通电阻的退化。

一种适合于OLED电视电源应用的新型超级结MOSFET

提出了一种新型超级结MOSFET结构,通过优化Si表面漂移区的杂质分布以抑制器件的结型场效应管(JFET)效应,改善器件特性。首先通过技术计算机辅助设计(TCAD)模拟并对比了新型超级结MOSFET和现有超级结MOSFET的电场强度分布、栅漏耦合电容随漏极电压的变化和开关过程,发现600 V新型超级结MOSFET比现有600 V超级结MOSFET的击穿电压提高了15 V、比导通电阻减小约3%,开关特性得到了大幅改善,器件关断时漏极电压尖峰降低41 V,栅极电压尖峰降低10 V。该新型超级结MOSFET在国内晶圆制造平台上成功制作,获得了优异的器件性能。在300 W有机发光二极管(OLED)电视电源板上进行替代纵向双扩散MOSFET(VDMOSFET)的对比测试,发现电源系统使用该新型超级结MOSFET比使用现有超级结MOSFET,其电磁干扰(EMI)性能改善了4.32~5.8 dB;与使用VDMOSFET相比,在保持EMI性能同等水平的同时,系统效率提高了0.52%。

采用T型栅结构的高性能Ga2O3 MOSFET

基于n型β-Ga2O3制备了具有T型栅结构的高性能Ga2O3金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法在Fe掺杂的半绝缘β-Ga2O3衬底上同质外延生长200 nm厚的Si掺杂n型β-Ga2O3沟道层,掺杂浓度为5×10^17 cm^-3。器件采用栅长为1μm的T型栅结构,栅源间距为2μm,栅漏间距为18μm;采用原子层沉积(ALD)法生长的高介电常数氧化铪(HfO2)作为栅介质。研制的器件漏源饱和电流密度达到115.8 mA/mm,比导通电阻为52.82 mΩ·cm^2。T型栅结构有效抑制了Ga2O3沟道中的峰值电场强度,提升了器件的耐压特性;而高介电常数的HfO2介质有效降低了器件的漏电流,器件的击穿电压达到1953 V,开关比高达109,器件功率品质因子为77.2 MV/cm^2。