N型LDMOS器件在关态雪崩击穿条件下的退化

针对功率开关管在未箝位电感性开关转换时会反复发生雪崩击穿,引起器件参数退化的问题,对一种20V N型横向双扩散MOS器件(NLDMOS)在关态雪崩击穿条件下导通电阻的退化进行研究.通过恒定电流脉冲应力测试、TCAD(technology computer-aided design)仿真和电荷泵测试,分析研究导通电阻退化发生的区域及退化的微观机理,并针对实验结果提出2种退化机制:(1)NLDMOS漂移区中的空穴注入效应,这种机制会在器件表面产生镜像负电荷,造成开态导通电阻Ron的减少;(2)漂移区中的表面态增加效应,这种机制会造成载流子迁移率的下降,引起Ron的增加.这2种机制都随着雪崩击穿电流的增加而增强.

p-GaN HEMT器件动态栅应力下的性能退化机理

为了研究p型栅氮化镓高电子迁移率晶体管(p-GaN HEMT)在动态栅应力下的电学特性退化机理,设计了一种双管控制快速切换测试电路,在施加动态栅应力后300 ns内快速测量器件的导通电阻,并进行了对比实验和仿真分析.结果表明,在施加300 s有效动态栅应力后,器件的阈值电压基本保持不变,而导通电阻随应力施加时间、频率的增大呈明显增加趋势,且退化率最高达到10.82%.在器件的开启、关断阶段,空穴热载流子会注入到沟道层,最终导致器件导通电阻的退化;但是在导通持续、关断持续阶段由于没有热载流子产生,该应力下器件电学参数保持稳定.综上,器件导通电阻在动态栅应力下的退化主要是由开启、关断阶段的空穴热载流子注入引起的.

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。