100V高雪崩耐量低導通電阻屏蔽柵功率MOSFET優(yōu)化設計.pdf

1、屏蔽柵溝槽金屬氧化物半導體場效應晶體管(Shielded Gate Trench Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor,SGT-MOSFET)與傳統(tǒng)的功率MOSFET相比，擁有更低的能量損耗，因此，SGT-MOSFET在新能源電動車領域內得到廣泛的應用。目前，國產(chǎn)SGT-MOSFET與國外廠商的同類產(chǎn)品相比，存在導通電阻大、雪崩耐量低的問題，所以，降低導通電阻與提高雪崩耐量對

2、提升國產(chǎn)SGT-MOSFET的競爭力至關重要。
　　本論文基于SGT-MOSFET樣品的非箝位感性負載開關過程（Unclamped Inductive Switch，UIS）的失效分析，對器件的結構和版圖進行了優(yōu)化設計。首先，本論文對已有的SGT-MOSFET樣品進行了大量的單脈沖雪崩耐量（Energy Avalanche Single Pulse，EAS）測試，并結合計算機模擬仿真，發(fā)現(xiàn)了導致SGT-MOSFET產(chǎn)生EAS失效的

3、兩點原因。第一點是雪崩耐量與擊穿負阻特性密切相關，折點電流越大，器件的雪崩耐量越大。第二點是EAS過程中出現(xiàn)電流集中的現(xiàn)象，有三種情況會導致電流集中，第一種是終端的擊穿電壓低于元胞，EAS過程中電流會向終端集中;第二種是寄生柵極電阻導致器件內柵極的關斷速度不同，寄生柵極電阻越大，器件關斷速度越慢，電流會向關斷速度慢的位置集中;第三種是寄生屏蔽柵極電阻在EAS過程中導致?lián)舸╇妷翰痪鶆?，從而使電流向擊穿電壓小的位置集中。然后，本論文根?jù)折點