功率金属-氧化物半导体场效应晶体管静电放电栅源电容解析模型的建立

在实际静电放电测试时,发现各种功率金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的静电放电测试结果均呈现出正反向耐压不对称现象,而人体与器件接触时的静电放电过程是不区分正反向的.正反向耐压差异较大对于功率MOSFET或作为静电放电保护器件来说都是无法接受的,其造成器件失效的问题格外凸显.本文通过建立SGT-MOSFET,VUMOSFET和VDMOS在静电放电正反向电压下的栅源电容解析模型,对比分析了三种功率MOSFET器件静电放电正反向耐压不对称及其比值不同的原因,为器件的静电放电测试及可靠性分析提供了理论依据.

表面态对碳化硅功率金-半场效应管特性的影响

分析了4H-SiC射频功率MESFET栅源和栅漏区域内的表面态形成,建立了包含表面态影响的非线性解析模型,理论描述了对器件输出特性的稳态、瞬态响应.本模型具有计算简单、物理概念清晰的特点.

4H-SiC金属-半导体场效应晶体管大信号I-V特性和小信号参数的计算

基于碳化硅金属-半导体场效应晶体管内部载流子输运的物理特性分析,建立适于精确计算4H-SiCMESFET器件大信号电流-电压特性和小信号参数的解析模型.该模型采用场致迁移率、速度饱和近似,并考虑碳化硅中杂质不完全离化效应及漏源串联电阻的影响,栅偏置为0 V时,获得最大跨导约为48 mS.mm-1.计算结果与实验数据有很好的一致性.该模型具有物理概念清晰且计算较为准确的优点,适于SiC器件以及电路研究使用.

U型槽刻蚀工艺对GaN垂直沟槽型金属-氧化物-半导体场效应晶体管电学特性的影响

U型槽的干法刻蚀工艺是GaN垂直沟槽型金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)器件关键的工艺步骤,干法刻蚀后GaN的侧壁状况直接影响GaN MOS结构中的界面态特性和器件的沟道电子输运.本文通过改变感应耦合等离子体干法刻蚀工艺中的射频功率和刻蚀掩模,研究了GaN垂直沟槽型MOSFET电学特性的工艺依赖性.研究结果表明,适当降低射频功率,在保证侧壁陡直的前提下可以改善沟道电子迁移率,从35.7 cm^2/(V·s)提高到48.1 cm^2/(V·s),并提高器件的工作电流.沟道处的界面态密度可以通过亚阈值摆幅提取,射频功率在50 W时界面态密度降低到1.90×10^12 cm^-2·eV^-1,比135 W条件下降低了一半.采用SiO2硬刻蚀掩模代替光刻胶掩模可以提高沟槽底部的刻蚀均匀性.较薄的SiO2掩模具有更小的侧壁面积,高能离子的反射作用更弱,过刻蚀现象明显改善,制备出的GaN垂直沟槽型MOSFET沟道场效应迁移率更高,界面态密度更低.

巨头跑步进场功率半导体进入SiC时代?

与半导体市场整体“低迷”的现状不同,功率半导体市场异常热闹。功率半导体正从传统硅基功率器件IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(金氧半场效晶体管),走向以SiC(碳化硅)和GaN(氮化镓)为代表的时代。在这条赛道上,企业融资并购、厂商增资扩产、新玩家跑步入场、新项目不断涌现。

碳化硅功率器件的应用与发展趋势

功率器件作为能源转换系统的核心部件被广泛应用于各类电子设备中,碳化硅功率器件凭借其更低的导通电阻、更高的工作温度和工作电压等优异特性,在高压大功率领域得到越来越多的应用。本文简述了碳化硅材料的特性优势,碳化硅功率器件的主要类型和结构,以及碳化硅器件的主要应用领域,最后总结了碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管等功率器件的主要发展趋势。

碳化硅功率器件技术综述与展望

碳化硅(silicon carbide,Si C)器件作为一种宽禁带半导体器件,具有耐高压、高温,导通电阻低等优点。近20年来,Si C器件是国内外学术界和企业界的一大研究热点,该文对近些年来不同Si C器件的发展进行分类梳理,介绍二极管、结型场效应晶体管、金氧半场效晶体管、绝缘栅双极型晶体管及门极可断晶闸管器件,并对比分析器件结构及参数性能,针对关键问题展开论述。最后,对SiC器件近年的发展进行总结和展望。

高功率微波作用下热载流子引起n型金属-氧化物-半导体场效应晶体管特性退化研究

高功率微波(HPM)通过使半导体器件特性退化和功能失效,从而干扰电子系统无法正常工作.针对金属氧化物半导体(MOS)器件的HPM效应,建立了高功率微波引起n型金属氧化物半导体场效应晶体管(nMOSFET)特性退化的物理过程与模型.器件仿真结果中nMOSFET的输出特性曲线显示栅极注入HPM引起器件特性退化,包括阈值电压正向漂移、饱和电流减小、跨导减小等;结合物理模型分析可知,HPM引起的高频脉冲电压使器件进入深耗尽状态,热载流子数目增多,热载流子效应导致器件特性退化.MOS器件的HPM注入实验结果显示,器件特性曲线、器件模型参数变化趋势与仿真结果一致,验证了HPM引起nMOSFET特性退化的物理过程与模型.

碳化硅超结器件的研究进展

碳化硅(SiC)材料由于其出色的物理和化学特性,非常适用于制造高温和大功率半导体器件。虽然SiC功率二极管和金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)展示了出色的器件性能,并获得广泛的应用,但是其单极型器件的一维理论极限仍限制了传统器件性能的进一步提升。超结(SJ)作为一种在硅基器件中广泛应用的技术,能明显改善器件击穿电压和比导通电阻之间的折中关系,提升器件的性能。近年来,SiC SJ器件逐渐成为研究的热点,并取得显著进展。文章从SiC SJ器件的设计与仿真模拟、模型研究和SJ工艺制备技术等方面论述了其最新研究现状及发展方向。

新一代功率半导体β-Ga2O3器件进展与展望

Ga2O3是一种新兴的超宽禁带半导体材料,具有超宽带隙4.8 eV、超高理论击穿电场8 MV/cm以及超高的Baliga品质因数等优良特性,作为下一代高功率器件材料其越来越受到人们的关注。首先,回顾了宽禁带半导体材料β-Ga2O3的基本性质,包括β-Ga2O3的晶体结构和电学性质,简述了基于β-Ga2O3制造的功率器件,主要包括肖特基势垒二极管(SBD)和金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)。总结回顾了β-Ga2O3SBD和MOSFET近年来的研究进展,比较了不同结构器件的特性,并分析了目前β-Ga2O3功率器件存在的问题。分析表明,β-Ga2O3用于高功率和高压电子器件具有巨大潜力。

超宽禁带半导体金刚石功率电子学研究的新进展(续)

3功率晶体管与逻辑电路金刚石晶体管在功率电子学和微波电子学两大领域均有进展。在功率电子学领域向高击穿电压、高击穿场强、高温工作、低导通电阻、高开关速率和常关器件的方向发展。金刚石晶体管以各类FET为主,包括金属半导体场效应晶体管(MESFET)、MOSFET和JFET等,其沟道有两种:金刚石氢终端表面二维空穴气和p型掺杂层。

SiC MOSFET的质子单粒子效应

SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)在深空探测领域具有广阔的应用前景,但空间质子引发的单粒子效应(SEE)对航天器稳定运行造成了严重威胁。对平面栅结构与非对称沟槽栅结构的SiC MOSFET进行了能量为70、100与200 MeV的质子辐照实验。实验结果表明,两种SiC MOSFET的单粒子烧毁(SEB)阈值电压均大于额定漏源电压的75%;SEB阈值电压随质子能量升高而降低。对两种器件进行辐照后栅应力测试发现,两种结构的器件由于沟道不同而对栅应力的响应存在差异;不同的质子能量会在栅极引入不同程度的辐射损伤,低能质子更容易在栅氧化层发生碰撞而引入氧化物潜在损伤。该研究可为揭示SiC MOSFET质子SEE机理和评估抗辐射能力提供参考。

大功率半导体技术现状及其进展

介绍了现代硅基大功率半导体器件的历史演变和新型器件结构的研究进展,以及宽禁带半导体材料和器件的现状;阐述了国内大功率半导体器件在轨道交通、直流输电和新能源汽车等领域的研发进展和应用现状;最后讨论了大功率半导体技术面临的技术挑战和发展趋势。

碳化硅MOSFET并联技术研究

碳化硅功率器件具有更高的开关频率和耐压特性,为了提高碳化硅功率驱动的过流能力,同时降低引线电感,设计一个由4个碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)并联的驱动模块。详细介绍了栅驱动器原理、印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)布局以及静态和动态均流性能波形,通过分析验证了电阻等器件参数的差异对均流的影响。

Sirenza优质LDMOS功率晶体管介绍

LDMOS是横向双扩散金属氧化物半导体场效应管LDMOSFET（lateral double—dif fused MOSFET）的简称。LDMOS制造工艺结合了硅双极晶体管制造工艺和砷化镓制造工艺。与标准MOS工艺不同的是，在器件封装上，LDMOS没有采用BeO氧化铍隔离层，而是直接硬焊接在衬底上，导热性能得到较大改善，提高了器件的耐高温性，大大延长了器件寿命。

安森美半导体推出能降低损耗的低压功率MOSFET新系列,以达到业界更高能效的需求

推动高能效创新的安森美半导体（ONSemiconductor）推出新系列的6款N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），它们经过设计及优化，提供领先业界能效，优于市场现有器件。

安森美半导体扩充功率开关产品阵容,推出高压MOSFET系列

日蓟，应用于绿色电子产品的首要高性能、高能效硅方案供应商安森美半导体（ON Semiconductor）扩充公司市场领先的功率开关产品阵容，推出包括500V和600V器件的高压功率金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）系列。这些新方案的设计适合功率因数校正（PFC）和脉宽调制（PWM）段等高压、节能应用的强固要求，在这些应用中，加快导通时间及降低动态功率损耗至关重要。具体而言，

英飞凌和博世签订功率半导体合作协议

英飞凌科技股份公司和博世集团将双方的合作范畴扩展至功率半导体。 此次合作有两个重要内容：首先，博世将从英飞凌获得功率半导体制造工艺的许可——尤其是低压功率MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）以及必要的制造工艺。其次，双方的合同还包括一个第二货源协议。目前，博世在罗伊特林根已拥有自己的半导体工厂，

60VN通道功率FemtoFET功率晶体管

CSD18541F5金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）保持典型的54mΩ导通电阻（Rdson），其设计与优化的目的是取代空间受限的工业负载开关应用中的标准小信号MOSFET。这种微型连接盘网格阵列（LGA）封装的焊盘间距为0．5mm，易于安装。