Study of a 4H-SiC epitaxial n-channel MOSFET

Epitaxial channel metal-oxide semiconductor field-effect transistors （MOSFETs） have been proposed as one possible way to avoid the problem of low inversion layers in traditional MOSFETs. This paper presents an equation of maximum depletion width modified which is more accurate than the original equation. A 4H--SiC epitaxial n-channel MOSFET using two-dimensional simulator ISE is simulated. Optimized structure would be realized based on the simulated results for increasing channel mobility.

栅氧化层及界面电荷对SiC MOSFET阈值电压稳定性的影响

阈值电压不稳定是SiC MOSFET的一个主要问题,而栅氧化层及界面电荷是引起器件阈值电压不稳定的关键因素。结合三角波电压扫描法和中带电压法提取了SiC MOSFET中的栅氧化层陷阱电荷面密度、界面陷阱电荷面密度和可动电荷面密度随应力时间的变化量,总结了三种电荷面密度变化量在不同应力时间下的变化规律,分析了其对器件阈值电压不稳定性的影响,同时推测了长时间偏压作用下SiC MOSFET阈值电压稳定性的劣化机制。测试结果表明,栅氧化层陷阱电荷面密度、界面陷阱电荷面密度和可动电荷面密度在不同偏压温度下随应力时间的变化规律不同,常温应力下器件阈值电压稳定性劣化主要与栅氧化层陷阱电荷有关,而高温下,则主要与界面陷阱电荷有关。

SiC-MOS界面优化的工艺验证及MOSFET电学特性仿真拟合

SiC因其优越的电学特性,已发展成为高压功率器件领域的翘楚。然而,SiC与SiO_(2)界面存在高密度界面态,使得SiC MOSFET沟道迁移率远低于SiC材料本身的体迁移率,大大约束了SiC材料本身电学性能的发挥。为改善反型层沟道迁移率,不同功率器件厂商采用了不同的栅极氧化工艺,所实现的栅极氧化层界面态密度各有不同,现有的功率器件仿真软件提供的多种界面态能级分布模型都需要芯片厂商实际的流片数据作为支撑,这对功率器件上游设计人员产生了阻碍。基于此,文章通过流片测试数据,结合TCAD仿真软件给出了一种用于SiC MOSFET器件仿真的界面态能级分布模型。利用给出的界面态能级分布模型,与实际产品对比,仿真得出的I-V曲线与测试曲线基本重合。