發(fā)布時間：2017-09-07 22:46

  本文關(guān)鍵詞：SiC基VDMOS器件UIS應(yīng)力退化機理及壽命模型研究

  更多相關(guān)文章： 碳化硅VDMOS 非鉗位感性負(fù)載開關(guān) 可靠性 參數(shù)退化 壽命模型

【摘要】：碳化硅(Silicon Carbide, SiC)基縱向雙擴散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管(VDMOS)具有高阻斷電壓和工作頻率及低導(dǎo)通電阻和開關(guān)損耗等優(yōu)點,已被應(yīng)用于各類功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。非鉗位感性負(fù)載下的開關(guān)過程(Unclamped Inductive Switching, UIS)是VDMOS在系統(tǒng)應(yīng)用中經(jīng)常承受的極端電應(yīng)力情況,長期UIS應(yīng)力極易造成器件電學(xué)參數(shù)發(fā)生嚴(yán)重退化,這已成為影響器件使用壽命的重要因素。因此,迫切需要對SiC基VDMOS器件UIS應(yīng)力下的退化機理和壽命模型展開深入研究。本文基于T-CAD仿真平臺和I/V測試系統(tǒng),并借助電荷泵(Charge Pumping, CP)和電容-電壓特性(C-V)等退化表征方法,首先研究了SiC基VDMOS器件在重復(fù)UIS應(yīng)力下電學(xué)參數(shù)的退化機理,研究結(jié)果表明,熱空穴注入JFET區(qū)上方的柵氧化層導(dǎo)致應(yīng)力過程中器件的閾值電壓下降、反向漏電流增加,同時還造成了導(dǎo)通電阻在應(yīng)力初期降低,但隨著應(yīng)力時間的增加,在金屬疲勞和外延層堆疊層錯的影響下導(dǎo)通電阻最終增加；然后,詳細(xì)分析了不同UIS應(yīng)力條件(包括器件結(jié)溫、UIS峰值電流以及外圍電路參數(shù)等)對器件電學(xué)參數(shù)退化的影響,進而提出了多階柵氧結(jié)構(gòu)、帶P-well結(jié)構(gòu)及帶P-top結(jié)構(gòu)的三種高UIS應(yīng)力可靠性SiC基VDMOS器件；最后,基于上述退化研究結(jié)果,建立了器件閾值電壓和導(dǎo)通電阻在UIS應(yīng)力下的壽命預(yù)測模型。驗證結(jié)果顯示,本文所建立的SiC基VDMOS器件在UIS應(yīng)力下的壽命模型能夠較準(zhǔn)確地預(yù)測閾值電壓和導(dǎo)通電阻的退化趨勢,且模型誤差小于10%。本文揭示的UIS應(yīng)力退化機理和相關(guān)壽命模型可為研制高可靠性SiC基VDMOS器件提供理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：碳化硅VDMOS 非鉗位感性負(fù)載開關(guān) 可靠性 參數(shù)退化 壽命模型
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN386
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 論文的背景及意義8-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 研究內(nèi)容與主要目標(biāo)15-16
• 1.4 論文組織16-18
• 第二章 SiC基VDMOS器件工作原理及UIS應(yīng)力退化研究方法18-34
• 2.1 SiC基VDMOS器件基本結(jié)構(gòu)及工作原理18-28
• 2.2 SiC基VDMOS器件UIS應(yīng)力退化研究方法28-33
• 2.3 本章小結(jié)33-34
• 第三章 SiC基VDMOS器件UIS應(yīng)力退化研究34-56
• 3.1 SiC基VDMOS器件UIS應(yīng)力退化機理34-43
• 3.2 結(jié)溫對SiC基VDMOS器件UIS應(yīng)力退化的影響43-45
• 3.3 UIS應(yīng)力峰值電流對SiC基VDMOS器件退化的影響45-46
• 3.4 UIS電路參數(shù)對SiC基VDMOS器件退化的影響46-49
• 3.5 高UIS應(yīng)力可靠性SiC基VDMOS器件研究49-53
• 3.6 本章小結(jié)53-56
• 第四章 SiC基VDMOS器件UIS應(yīng)力壽命模型研究56-66
• 4.1 SiC基VDMOS器件UIS應(yīng)力壽命建模方案56-60
• 4.2 SiC基VDMOS器件UIS應(yīng)力壽命模型參數(shù)提取60-64
• 4.3 SiC基VDMOS器件UIS應(yīng)力壽命模型驗證64-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 第五章 總結(jié)及展望66-68
• 5.1 總結(jié)66-67
• 5.2 展望67-68
• 致謝68-70
• 參考文獻70-74
• 碩士期間取得成果74

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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7 王軍喜;劉U，

本文編號：810335