發(fā)布時(shí)間：2022-01-17 08:44

　　近些年來碳化硅（SiC）材料已經(jīng)成為了功率半導(dǎo)體行業(yè)的一個(gè)研究熱點(diǎn),SiC功率MOSFET器件更是被廣泛應(yīng)用于工作在高壓、高頻尤其是高溫高輻射環(huán)境的功率半導(dǎo)體器件領(lǐng)域之中。SiC功率UMOSFET在保留了SiC功率VDMOSFET優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上其進(jìn)一步改善了電學(xué)特性,具有出色的性能和光明的應(yīng)用前景。隨著我國航空航天事業(yè)的飛速發(fā)展,大量SiC功率MOSFET器件需要工作在空間輻射環(huán)境中,且面臨著嚴(yán)重的輻射效應(yīng)如單粒子燒毀效應(yīng)（SEB）的考驗(yàn)。然而在SiC功率MOSFET的SEB研究領(lǐng)域中,針對SiC功率UMOSFET的SEB研究成果的公開相對較少,且面臨著國外SEB加固的核心技術(shù)封鎖以及相關(guān)抗輻照元器件的禁售�；诖�,本文研究了SiC功率UMOSFET的SEB效應(yīng)及相關(guān)加固方法,目的是為了設(shè)計(jì)具備優(yōu)良電學(xué)性能與抗SEB能力的SiC功率UMOSFET器件。首先,本文研究了SiC功率UMOSFET SEB效應(yīng)的觸發(fā)機(jī)理、敏感區(qū)域、觸發(fā)條件以及相關(guān)的性能表征,并研究了傳統(tǒng)抗SEB加固技術(shù)P+源區(qū)擴(kuò)展與N緩沖層在SiC功率UMOSFET中所起的抗SEB加固的效果。隨后,本文研究了帶N島緩沖層的新型... 

【文章來源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

空間輻射環(huán)境中主要輻射來源地球輻射帶是指被地球磁場所捕獲的高強(qiáng)度帶電粒子的輻射區(qū)域

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文4備在空間環(huán)境中所面臨的主要威脅之一，而單粒子燒毀效應(yīng)更是一種常見且破壞性極強(qiáng)的單粒子效應(yīng)。航天航空電子設(shè)備抗單粒子燒毀機(jī)理與加固研究必將成為行業(yè)熱點(diǎn)與難點(diǎn)，在將來的科研工作中備受關(guān)注。1.3單粒子燒毀效應(yīng)單粒子效應(yīng)(SingleEventEffect,SEE)是指單個(gè)高能粒子如上文提到的質(zhì)子、重離子和α粒子等穿過微電子器件的靈敏區(qū)時(shí)造成器件狀態(tài)的非正常改變的一種輻射效應(yīng)，包括單粒子翻轉(zhuǎn)、單粒子鎖定、單粒子燒毀、單粒子?xùn)艙舸┑�。其中造成航天器器件單粒子效�?yīng)的高能帶電粒子主要是高能質(zhì)子和高能重離子[15]。圖1.2單粒子效應(yīng)過程中高能粒子入射器件示意圖SEE效應(yīng)觸發(fā)的具體成因是單個(gè)空間高能帶電粒子擊中微電子器件靈敏部位，由于電離的作用將沿著粒子軌跡沉積產(chǎn)生額外電荷。SEE觸發(fā)過程中產(chǎn)生額外電荷的詳細(xì)過程如圖1.2所示。當(dāng)高能粒子入射微電子器件時(shí)，高能粒子所攜帶的能量被器件內(nèi)半導(dǎo)體材料所吸收并觸發(fā)電子從價(jià)帶躍遷至導(dǎo)帶，進(jìn)而在入射軌跡上生成大量的電子-空穴對。這些額外生成的電子-空穴對最終將使器件邏輯狀態(tài)改變、功能受到干擾甚至永久性失效。圖1.3N溝道功率UMOSFET觸發(fā)SEB效應(yīng)示意圖

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文4備在空間環(huán)境中所面臨的主要威脅之一，而單粒子燒毀效應(yīng)更是一種常見且破壞性極強(qiáng)的單粒子效應(yīng)。航天航空電子設(shè)備抗單粒子燒毀機(jī)理與加固研究必將成為行業(yè)熱點(diǎn)與難點(diǎn)，在將來的科研工作中備受關(guān)注。1.3單粒子燒毀效應(yīng)單粒子效應(yīng)(SingleEventEffect,SEE)是指單個(gè)高能粒子如上文提到的質(zhì)子、重離子和α粒子等穿過微電子器件的靈敏區(qū)時(shí)造成器件狀態(tài)的非正常改變的一種輻射效應(yīng)，包括單粒子翻轉(zhuǎn)、單粒子鎖定、單粒子燒毀、單粒子?xùn)艙舸┑取Ｆ渲性斐珊教炱髌骷䥺瘟Ｗ有?yīng)的高能帶電粒子主要是高能質(zhì)子和高能重離子[15]。圖1.2單粒子效應(yīng)過程中高能粒子入射器件示意圖SEE效應(yīng)觸發(fā)的具體成因是單個(gè)空間高能帶電粒子擊中微電子器件靈敏部位，由于電離的作用將沿著粒子軌跡沉積產(chǎn)生額外電荷。SEE觸發(fā)過程中產(chǎn)生額外電荷的詳細(xì)過程如圖1.2所示。當(dāng)高能粒子入射微電子器件時(shí)，高能粒子所攜帶的能量被器件內(nèi)半導(dǎo)體材料所吸收并觸發(fā)電子從價(jià)帶躍遷至導(dǎo)帶，進(jìn)而在入射軌跡上生成大量的電子-空穴對。這些額外生成的電子-空穴對最終將使器件邏輯狀態(tài)改變、功能受到干擾甚至永久性失效。圖1.3N溝道功率UMOSFET觸發(fā)SEB效應(yīng)示意圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]空間輻射環(huán)境工程的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 沈自才,閆德葵.  航天器環(huán)境工程. 2014(03)
[2]典型VDMOSFET單粒子效應(yīng)及電離總劑量效應(yīng)研究[J]. 樓建設(shè),蔡楠,王佳,劉偉鑫,吾勤之.  核技術(shù). 2012(06)
[3]不同型號(hào)的星用Power MOSFET的輻射響應(yīng)特性[J]. 劉剛,余學(xué)鋒,任迪遠(yuǎn),牛振紅,高嵩.  核電子學(xué)與探測技術(shù). 2007(02)
[4]功率MOSFET單粒子燒毀測試技術(shù)研究[J]. 曹洲,楊世宇,達(dá)道安.  真空與低溫. 2004(01)
[5]空間輻射效應(yīng)的蒙特-卡羅模擬[J]. 王同權(quán),沈永平,張若棋,王尚武,張樹發(fā).  強(qiáng)激光與粒子束. 2000(03)
[6]空間輻射環(huán)境中的輻射效應(yīng)[J]. 王同權(quán),沈永平,王尚武,張樹發(fā).  國防科技大學(xué)學(xué)報(bào). 1999(04)

博士論文
[1]功率MOSFET單粒子效應(yīng)及輻射加固研究[D]. 于成浩.哈爾濱工程大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3594426