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纵观近年来科技的突破,功率半导体器件的研究与运用在不断地提升,其应用领域不断地扩展。Si材料具有良好的导电特性,是半导体行业中器件发展的萌芽,开启了电子工业领域应用的开端。但是,高功率电子应用领域中,SiC功率器件犹如雨后春笋,已经显示出优于传统的Si器件的优势。在所有SiC器件中,SiC MOSFET和SiC JFET成为了最优的选择。为了更好地使用碳化硅器件产品,建立一个精准的、能准确反映两种器件在短路故障下的失效模型并用来分析其短路失效机理显得尤其关键。本文简要介绍了SiC MOSFET和SiC JFET的基本理论,着重探讨了二者的短路失效模型构建的基础理论,并对其进行验证。基于Matlab/Simulink的仿真集成环境,构建两种器件更加精确的沟道迁移率退化机制模块,SiC MOSFET模型将反映SiC/SiO2氧化层特性的迁移率代替传统MOSFET的常数迁移率;同理,SiC JFET考虑了与温度和电场有关的迁移率代替传统JFET的常数迁移率。对于SiC MOSFET含有栅极氧化物造成不稳定的问题,额外加入了栅极泄漏电流;两种器件在高电流应力下沟道均会产生泄漏电流,在漏源极两端引入了包含三种电流成分的反偏PN结泄漏电流。将MOSFET和JFET的短路失效模型输出数据与实验数据和文献的测得数据进行对比,结果有力地证明了所建立的短路失效模型具有很好的准确性。在短路条件下,利用Matlab/Simulink仿真软件对失效电流的分析来研究器件的短路失效机理;针对SiC MOSFET和SiC JFET的内部失效机理,利用TCAD半导体器件仿真软件分析了SiC MOSFET和SiC JFET器件内部电流密度分布和流向趋势等物理特性,并对比了两者失效临界能量和耐受时间,结果表明SiC JFET较SiC MOSFET具有更好的短路鲁棒性。为了进一步探究SiC MOSFET的短路失效机理,在SiC MOSFET短路失效模型的基础上,通过TCAD仿真软件建立了Si MOSFET短路失效的数值模型,利用实验数据对比了SiC MOSFET和Si MOSFET的短路失效机理,并对其失效原因进行剖析,结果表明SiC MOSFET的失效主要是器件温度过高导致金属电极的熔化以及栅极氧化层的损坏,而Si MOSFET的短路失效,则是由于其结构中的寄生BJT的导通而引起的泄漏电流致使器件损坏。文章最后在短路失效条件下,以所建立的SiC MOSFET短路失效模型为基础,分析讨论了SiC/SiO2界面态电荷及栅极电阻对SiC MOSFET短路电流的影响,进而讨论了对器件失效时间的影响,结果表明较大的栅极电阻和较高的界面态电荷可以延缓SiC MOSFET的短路失效。