SiC MOSFET栅极氧化物附近存在的陷阱缺陷造成其在高温高压场景下出现许多可靠性问题。提出了完整的基于瞬态电流法的陷阱表征方案,结合贝叶斯迭代反卷积算法实现对陷阱位置、时间常数和激活能的表征。基于自建陷阱测试平台在栅极和漏...SiC MOSFET栅极氧化物附近存在的陷阱缺陷造成其在高温高压场景下出现许多可靠性问题。提出了完整的基于瞬态电流法的陷阱表征方案,结合贝叶斯迭代反卷积算法实现对陷阱位置、时间常数和激活能的表征。基于自建陷阱测试平台在栅极和漏极施加不同组合的电学偏置,表征了微秒量级的两个陷阱,其时间常数分别为2×10^(-5)s和2.5×10^(-4)s,并观察到SiC MOSFET中存在同时受栅源电压和漏源电压影响的陷阱,这种现象在沟槽型器件中尤其显著,根据此特性可以分析陷阱的位置。本研究丰富了陷阱表征的信息,为陷阱的定位和表征提供了新的思路。展开更多
文摘碳化硅(SiC)MOSFET器件的短路耐受能力差是阻碍其广泛应用的关键难题,对于国产高压SiC MOSFET器件,其短路保护研发缺乏有力的技术、经验支撑。同时,缺乏快速、准确的仿真模型也是国产高压SiC MOSFET器件应用研发面临的核心问题之一。为此,该文提出一种适用于高压SiC MOSFET器件的、考虑器件实际物理特性的、可准确描述器件短路故障中电流、电压等外特性的行为模型。该行为模型针对高压SiC MOSFET的特点修正沟道电流模型中的电压,并基于元胞层面的电流路径对JFET区及漂移区电阻进行建模。该模型考虑了国产高压SiC MOSFET的实际器件设计、工艺等因素的影响,依据半导体、器件物理计算模型的关键参数,提升模型在短路故障仿真中的精度。并且,该文明确了模型所用参数的提取方法,其中关键参数获取自器件设计环节,建立起器件设计者与应用者之间的桥梁。最后,对国网智能电网研究院有限公司研制的6.5 kV/400 A SiC MOSFET器件开展短路测试实验,仿真结果与实验结果表现出较好的一致性,短路电流关键特征的相对误差小于2.5%,验证了该行为模型的准确性。
