600V超結(jié)VDMOS的dV-dt可靠性研究與優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、與傳統(tǒng)VDMOS器件相比，超結(jié)VDMOS器件擁有更低的特征導(dǎo)通電阻及通態(tài)功耗，因此，被廣泛應(yīng)用于電源管理系統(tǒng)中。在系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)，器件承受著快速的電壓變化應(yīng)力(dV/dt)所帶來(lái)的柵極誤開(kāi)啟或寄生三極管觸發(fā)的失效風(fēng)險(xiǎn)。因此，探究器件可靠性機(jī)理和優(yōu)化器件性能對(duì)系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行至關(guān)重要。
　　本文重點(diǎn)研究了在帶鉗位感性負(fù)載電路(CIL)與非鉗位感性負(fù)載電路(UIS)中超結(jié)VDMOS器件的dV/dt失效機(jī)理。在CIL電路中，詳細(xì)分析了反向

2、恢復(fù)過(guò)程中載流子的運(yùn)動(dòng)特性與器件的溫度特性，觀察了位移電流、反向恢復(fù)電流的匯聚和高功率區(qū)的形成，解釋了由寄生三極管觸發(fā)所引發(fā)的器件失效;在UIS電路中，深入研究了器件電荷不平衡狀態(tài)的開(kāi)態(tài)擊穿特性與雪崩特性，觀察了低耐壓下的開(kāi)態(tài)雪崩過(guò)程，闡述了由雪崩電流、位移電流和溝道電流的匯聚造成的器件失效機(jī)理。基于以上機(jī)理分析結(jié)果，論文采用了降低外延電阻率、添加p+代替區(qū)域與減小終端p型柱間距的方式，實(shí)現(xiàn)了電場(chǎng)峰值與位移電流路徑的轉(zhuǎn)移，從而提高了器件