1.2 kV碳化硅MOSFET瞬态可靠性研究

随着碳化硅MOSFET器件在功率变换领域的广泛应用,碳化硅MOSFET器件的瞬态可靠性问题成为研究热点。文章主要研究了1 200 V SiC MOSFET瞬态可靠性的测试与表征。通过搭建短路和UIS测试通用的测试平台进行实验,对短路和UIS失效机理进行分析。通过对商用器件进行重复性测试,研究器件在两种瞬态可靠性测试下性能退化情况,对器件内部退化机理进行合理的分析。     

一种900V超结VDMOSFET器件的设计与仿真

功率MOSFET在现代电子工业中已经得到了广泛的运用,然而在高压功率MOSFET器件中,如何平衡功率MOSFET的击穿电压与导通电阻的冲突一直是研究热点。结合超结理论和传统功率VDMOSFET的生产工艺设计了一款高压超结VDMOSFET器件,运用半导体器件仿真软件对器件结构进行优化,得到P柱区和N柱区掺杂浓度和厚度的最优值和工艺参数。仿真结果表明,设计的超结VDMOSFET器件击穿电压和导通电阻分别为946 V和0.83Ω,很好地平衡了功率MOSFET击穿电压与导通电阻的冲突。     

基于Matlab/Simulink的SiC MOSFET建模与分析

针对现阶段SiC MOSFET建模研究无法应用在电机控制系统领域的现状,提出了一种基于Matlab/Simulink的SiC MOSFET仿真电路模型。对功率器件的动态特性和静态特性进行综合分析,采用非分段受控电流源模型模拟功率器件静态特性,具体分析SiC MOSFET的开关过程,同时采用曲线拟合的方法对影响器件开关过程的非线性电容进行表征,在Matlab/Simulink中建立SiC MOSFET等效电路模型。为了验证模型准确性,将仿真结果与数据手册中的数据进行比较分析,仿真结果表明所建模型可以较为准确地描述SiC MOSFET动、静态特性,开通时间和关断时间误差均小于7%,对比结果验证了模型的准确性和有效性。建立的模型为SiC MOSFET在电机控制策略仿真及应用领域提供了参考依据。     

国产中高压抗辐照功率MOSFET单粒子效应

功率金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)空间使用时易遭受重离子轰击产生单粒子效应(单粒子烧毁和单粒子栅穿)。本文对国产新型中、高压(额定电压250 V,500 V)抗辐照功率MOSFET的单粒子辐射效应进行了研究,并采取了有针对性的加固措施,使器件的抗单粒子能力显著提升。结果表明：对250 V KW2型功率MOSFET器件进行Bi粒子辐照,在栅压等于0 V时,安全工作的漏极电压达到250 V;对500 V KW5型功率MOSFET器件进行Xe粒子辐照,在栅压等于0 V时,安全工作的漏极电压达到400 V,并且当栅压为-15 V时,安全工作的漏极电压也达到400 V,说明国产中、高压功率MOSFET器件有较好的抗单粒子能力。     

高压SiC MOSFET研究现状与展望

碳化硅（Si C）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）作为宽禁带半导体单极型功率器件,具有频率高、耐压高、效率高等优势,在高压应用领域需求广泛,具有巨大的研究价值。回顾了高压Si C MOSFET器件的发展历程和前沿技术进展,总结了进一步提高器件品质因数的元胞优化结构,介绍了针对高压器件的几种终端结构及其发展现状,对高压Si C MOSFET器件存在的瓶颈和挑战进行了讨论。     

FDMS36xxS系列：功率MOSFET

飞兆半导体公司FDMS36xxS系列器件在PQFN封装中结合了控制和同步MOSFET,以及一个肖特基体二极管。这些器件的开关节点已获内部连接,能够进行同步降压转换器的布局和走线。控制MOSFET（Q1）和同步MOSFET（SyncFET）（Q2）经专门设计,     

复合型栅氧化层薄膜双栅MOSFET研究

通过对硅膜中最低电位点电位的修正,得到复合型栅氧化层薄膜双栅MOSFET亚阈值电流模型以及阈值电压模型。利用MEDICI软件,针对薄膜双栅MOSFET,对四种复合型栅氧化层结构DIDG MOSFET(Dual insulator double gate MOSFET)进行了仿真。通过仿真可知:在复合型结构中,随着介电常数差值的增大,薄膜双栅器件的短沟道效应和热载流子效应得到更有效的抑制,同时击穿特性也得到改善。此外在亚阈值区中,亚阈值斜率也可以通过栅氧化层设计进行优化,复合型结构器件的亚阈值斜率更小,性能更优越。     

22nm技术节点异质栅MOSFET的特性研究

研究了22 nm栅长的异质栅MOSFET的特性,利用工艺与器件仿真软件Silvaco,模拟了异质栅MOSFET的阈值电压、亚阈值特性、沟道表面电场及表面势等特性,并与传统的同质栅MOSFET进行比较。分析结果表明,由于异质栅MOSFET的栅极由两种不同功函数的材料组成,因而在两种材料界面附近的表面沟道中增加了一个电场峰值,相应地漏端电场比同质栅MOSFET有所降低,所以在提高沟道载流子输运效率的同时也降低了小尺寸器件的热载流子效应。此外,由于该器件靠近源极的区域对于漏压的变化具有屏蔽作用,从而有效抑制了小尺寸器件的沟道长度调制效应,但是由于其亚阈值特性与同质栅MOSFET相比较差,导致漏致势垒降低效应(DIBL)没有明显改善。     

Ultra-Thin Body SOI MOSFET交流特性分析和结构优化

针对沟道长度为50nm的UTB SOI器件进行了交流模拟工作,利用器件主要的性能参数,详细分析了UTB结构的交流特性.通过分析UTB SOI器件的硅膜厚度、侧墙宽度等结构参数对器件交流特性的影响,对器件结构进行了优化.最终针对UTB SOI MOSFET结构提出了一种缓解速度和功耗特性优化之间矛盾的方法,从而实现了结构参数的优化选取,使UTB SOI MOSFET器件的应用空间更为广泛.     

TS-01C中波发射机MOSFET器件防击穿方法探讨

MOSFET作为一个时代的产物,随着技术领域的发展与进步,特别是针对大电流、小封装以及低功耗的MODFET器件的出现,已经得以广泛的运用。在中波发射机的脉宽调制以及功放电路当中被大量使用。但由于MOSFET器件自身特性的影响,在防雷防静电的操作当中存在一定困难。此次研究的根本目的,在于对TS-01C中波发射机MOSFET器件防击穿的方法进行探究,旨在探索解决方法。     

TS-01C中波发射机MOSFET器件防击穿方法探讨

MOSFET作为一个时代的产物,随着技术领域的发展与进步,特别是针对大电流、小封装以及低功耗的MODFET器件的出现,已经得以广泛的运用。在中波发射机的脉宽调制以及功放电路当中被大量使用。但由于MOSFET器件自身特性的影响,在防雷防静电的操作当中存在一定困难。此次研究的根本目的,在于对TS-01C中波发射机MOSFET器件防击穿的方法进行探究,旨在探索解决方法。     

三维功率MOSFET器件漏极持续电流分析方法

二维功率MOSFET器件的漏极持续电流是一个受限于封装形式和芯片设计的极限参数,传统分析方法是通过器件的最大耗散功率对其进行评估。基于三维集成技术的功率MOSFET器件,散热路径热阻难于精确确定,故提出一种针对三维集成功率MOSFET器件,以晶格自加热效应为基础的漏极持续电流分析方法,并以一颗开关工作状态下的100 V功率VDMOS器件为研究对象,在正向设计阶段分析了功率VDMOS器件漏极持续电流的导通偏置条件。最后通过流片结果验证了该方法的可行性。     

纵向对称双硅栅薄膜MOSFET的等电位近似模型

论述了纵向对称双硅栅薄膜 MOSFET的等电位近似模型的研究 ,通过对该器件建立泊松方程 ,并利用在阈值电压附近硅膜中的等电位近似 ,得到了这种对称双硅栅 MOSFET器件的电流模型 ,并在不同参数下对该模型进行了模拟 ,最终得到 Ids-Vg 曲线     

电池保护电路中MOSFET器件常见失效机理研究

受限于电子设备的内部空间,电池保护电路中MOSFET器件通常采用晶圆级芯片规模封装（WLCSP）。由于WLCSP的特点,电池保护电路中的MOSFET器件在生产、使用中会出现各种类型的失效模式和失效机理。介绍了采用WLCSP技术封装的MOSFET器件常用的分析方法与设备,结合相关的失效案例,论述了芯片开裂、芯片工艺缺陷、芯片腐蚀和过电应力这4种常见的失效机理,为MOSFET器件及其他电子元器件的失效分析和问题解决提供一定的参考。     

异质栅MOSFET热载流子效应的研究

异质栅MOSFET器件的栅极由具有不同功函数的两种材料拼接而成,能够提高载流子输运速度、抑制阈值电压漂移等.文中比较了异质栅MOSFET和常规MOSFET的热载流子退化特性.通过使用器件数值模拟软件MEDICI,对能有效监测热载流子效应的参数,例如电场、衬底电流和栅电流等参数进行仿真.将仿真结果与常规MOSFET对比,从抑制热载流子效应方面验证了新结构器件的高性能.     

SiC MOSFET单粒子漏电退化的影响因素

高压功率器件是未来航天器进一步发展的关键,对SiC金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)等高压大功率器件的抗辐射研究亟待突破。在不同偏置条件下对器件的单粒子效应(SEE)进行实验,结果表明,SiC MOSFET单粒子漏电退化效应与漏源电压、离子注量以及反向栅源电压呈正相关。为进一步研究SiC MOSFET单粒子效应机理,结合实验数据进行TCAD仿真,发现器件发生单粒子效应时存在两种失效模式,第一种失效模式与Si基MOSFET类似,而第二种失效模式与SiC器件的特有结构密切相关,容易形成更高的分布电压,导致栅氧化层烧毁失效。该结果为抗辐照加固器件的研究提供了理论支撑。     

MOSFET器件并联实验研究

采用图腾柱的驱动方式,设计了应用于IXYS公司的功率MOSFET器件DE375-102N12的驱动电路。单个开关在多脉冲下具有良好的脉冲一致性。以该功率MOSFET器件进行的6个并联实验说明,影响并联的MOSFET的动态均流的主要参数是放电回路中的回路电感和寄生电感,电路板的布局与布线对并联的功率MOSFET有很大的影响,良好的布局可以大大提高电路的性能。     

基于液压模型的功率MOSFET有效输出电容测试方法

输出电容是影响功率MOSFET开关损耗的重要参数。在开关应用中,根据输出电容C_(oss)来确定器件的开关损耗具有一定的局限性。为了准确地评估器件的开关损耗,研究了功率MOSFET的有效输出电容C_(oer)和C_(otr)及其测试方法。首先,以液压模型理论为基础阐述了器件参数C_(oer)和C_(otr)的具体含义,并完成相应的测试电路设计。然后,建立了基于测试电路的数值计算模型;为了保证测试精度,模型中充分考虑了电压测试电路产生的负载效应。最终,采用该方法对器件的有效输出电容进行测试和计算。实验结果表明,该测试方法能对功率MOSFET的有效输出电容进行可靠测试。     

MOSFET衬底电流模型在深亚微米尺寸下的修正

建立精确的衬底电流模型是分析MOSFET器件及电路可靠性和进行MOSFET电路设计所必需的.在分析载流子输运的基础上建立了一个常规结构深亚微米MOSFET衬底电流的解析模型,模型公式简单.对模型进行了验证,研究了衬底掺杂浓度与栅氧化层厚度对拟合因子的影响,并分析了模型中拟合因子的物理意义.     

内部电压箝位与智能自保护功率MOSFET及其应用

MOSFET器件是功能电路中的常用器件，同时也是在过流或过压情况下最易损坏的器件。文中介绍了多种电压箝位式功率MOSFET器件和智能型自保护功率MOSFET的特性参数和内部结构，给出了它们的电路连接方法。