U-MOSFET沟槽深度对特性影响的仿真分析

U-MOSFET是在LDMOS和VDMOS基础上发展起来的一种功率半导体器件,具有大电流和低导通电阻、无少子存储效应、开关速度快、可工作于较高频率等优点,结合此类优点,利用Silvaco软件对U型槽深度对阻断特性和通态特性的影响进行仿真分析。通过观察仿真中沟槽深度的增加对器件阻断电压、导通电阻等的影响,综合探讨了在对U型槽底部氧化层厚度以及沟槽深度的调整中,考虑到对击穿电压和特征导通电阻的影响而需要做出的折衷。

具有异质结体二极管和N包围型P柱的4H-SiC超结MOSFET

利用TCAD仿真研究了一种具有异质结体二极管与N包围型P柱超结的4H-SiC UMOSFET(SJH-MOSFET)。通过在SJH-MOSFET中引入异质结和具有电荷平衡的超结结构,能够有效地优化器件的击穿电压、比导通电阻、反向恢复特性。研究结果表明,薄轻掺杂的电流扩展层(CSL)和N型包围使得耗尽区变窄,并为电流的流动提供了两个扩散路径,其中CSL使得电子快速地水平扩散,而N型包围允许电子可以垂直地流动,改进后结构的耐压提升了13.6%,栅槽底部高电场降低了10.5%,比导通电阻降低了10.5%,开启时间降低了38.4%,关断时间降低了44.7%;体区嵌入P+多晶硅与漂移区接触形成异质结体二极管,由于异质结特殊的能带结构,使得体二极管在导通时,P+多晶硅里空穴较少地流入到漂移区,使反向恢复电荷降低了42.96%,反向恢复时间降低了4.17%。

UMOSFET功率器件漏电失效分析及工艺改善

针对U型沟槽MOSFET（UMOSFET）功率器件栅极和源极间发生漏电失效的问题,对失效器件进行了电学测试和缺陷检测,对失效现象和失效机理进行了分析,并进行了相关工艺模拟和工艺实验。采用透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）和聚焦离子束（FIB）对失效芯片的缺陷进行分析和表征。结果表明,器件的U型沟槽底部栅氧化层存在的缺陷是产生漏电的主要原因,湿氧工艺中反应气体反式二氯乙烯（TransLC）的残留碳化造成了芯片栅氧层中的缺陷。通过工艺模拟和实验,优化了湿氧工艺条件,工艺改进后产品的成品率稳定在98%～99%,无漏电失效现象。