2.2。方法论和实验结果,在每个脉冲之间,将重复的短路测试应用于DUT。测试条件为V ds = 600 V,V缓冲区= -5V/+18V和t情况=室温。已经进行了先前的研究[1,3],以估计平均T SCWT(短路承受时间),约5 µs。找到了这段时间,设置了脉冲宽度的70%T SCWT(3.5 µs)的百分比。因此,防止热失控,然后防止了灾难性的排水量故障模式。SC中的所有测试设备仅显示栅极源降解。图2,第一个短电路事件(#Cycle1,蓝线)和最后一个(#Cycle400,红线)中的波形显示。在栅极电流(I G)上观察到的异常效应(电流凸起)可能是由于PCB(印刷板电路)寄生元件引起的电磁干扰以及相关的共同模式电流。
I。在超短路通道CMOS节点中,TDDB仍然是关键的可靠性问题,并保证了速度性能和低消耗要求。即使状态应力通常以比州立应力较小的速率降解设备,在毫米波域中RF操作下HBD的限制因素也可能成为毫米波域(5G)[1-3]的限制因素,其中通常相对于用于逻辑应用的电源电压V DD通常可以增加一倍。因此,一旦生成了局部缺陷的临界密度,设备参数漂移可能与软崩溃的相关性显着,可能会触发硬性崩溃到栅极驱动器区域。许多论文从口气压力期间的界面损伤的横向分析中讨论了峰值降解发生在闸门边缘之外。崩溃点发生在间隔区域,并与峰界面损伤相处[4-5]。尽管发现了BD后的离子分解机制,排水管和闸门泄漏电流已达成合理的共识,但发现在排水边缘[6-8]中产生了介电堆栈中的渗透路径。
最近已显示:损害累积和SC-FTO型设备的故障仅用于短路脉冲比给定临界值更长的短路脉冲,此后,栅极裂口电流明显增加; 由于热机械应力和随后的温度相关的顶部金属化挤出,降解和失效是在顶部SIO 2中产生裂纹的结果[1]; 遵守临时偏置条件,由于金属路径在设备顶部区域融合效果,因此可以恢复功能[2]。在此,提出和讨论了一个新的结果,即直接在门和排水之间流动的泄漏电流的检测,也影响晶体管的短路性能和稳健性,为此表明,短路期间门源偏置的值也起着重要作用。
摘要。必须研究用于陆地环境中高可靠性应用的电子设备,必须研究中子引起的单个事件效应。在本文中,在ISIS-Chipir辐射后,对包装商业SIC Power MOSFET的大气样中性诱导的单事件倦怠(SEB)进行了实验性观察。建立了SEB在MOSFET的电性能中的影响,并通过扫描电子显微镜观察到SIC损坏的区域。基于在模具级别的失败分析,可以定义SEB机制期间的不同阶段。敏感体积,其中二级粒子沉积了足够的能量以触发SEB机制,并位于SIC N-Drift外延层附近附近的SIC N-Drift外延层中。
摘要 — 本文首先讨论了在短路电热应力下 1200 V SiC 功率 MOSFET 中产生短路故障或开路故障特征的判别现象。由于开路故障行为与应用特别相关,本文接着提出了对一些商用器件的基准测试,确定了一款产品,该产品在偏置电压高达额定值的至少 50% 的情况下,能够提供一致的开路故障特性。对于该特定器件,我们将提供全面的功能和结构特性。具体而言,本文表明:栅极电流是短路应力下随后发生的退化的有效监测器,可用于评估损伤积累以及器件退化的可逆性或永久性;开路故障特征与栅极结构的退化有关,在距离有源单元相对较远且不涉及场氧化物的区域中,栅极和源极端子之间会产生短路。该发现与分立器件和多芯片功率模块(包括多个并联连接的芯片)的应用相关。
法国里昂 摘要 碳化硅功率 MOSFET 在许多研究中用于提高电力电子转换器的效率或性能。然而,栅极氧化物技术弱点是碳化硅 MOSFET 晶体管的主要可靠性问题。阈值电压漂移是解决工业电源应用可靠性的关键现象。更好地理解栅极阈值电压漂移中隐含的现象非常重要。在此背景下,本文提出了一种基于 JEDEC 标准的静态老化测试,并研究和讨论了由此产生的栅极氧化物应力。进行了补充测试,包括动态可靠性和栅极氧化物特性,例如电荷泵技术。获得的结果用于为当前有关 SiC MOSFET 稳健性的讨论增添见解。此外,还详细介绍了测试台和测量协议。 * 通讯作者 quentin.molin@supergrid-institute.com 电话:+33 6 68 30 16 52 1. 简介 由于 SiC 具有比硅更优越的电气性能,因此它是一种很有前途的高压高温器件材料。然而,仍有许多可靠性问题有待解决,例如氧化物退化 [1]、阈值电压不稳定性 [2]、[3] 和短路行为 [4]、[5] 和 [6]。其中一些关键点对于开发用于工业应用的可靠功率器件至关重要 [7]。
b IRT Saint-Exupéry,图卢兹,法国 摘要 本文提出了 SiC MOSFET 栅极在重复短路应力下的老化规律。基于分析研究、物理形式和预处理数据,提出了基于应力变量 T j、T 脉冲栅极损伤 % 和 E sc 的数值拟合。对老化规律的准确性和预测能力进行了评估和比较。结果提出了一种基于 T Al_Top 金属源的新老化规律。该规律的拟合精度最高。最后,直接基于短路能量 E sc 的老化规律似乎具有最佳的预测能力。 1. 简介 SiC MOSFET 提高了功率转换器效率 [1]。如今,必须保证意外极端操作中的可靠性和稳健性。然而,由于平面结构中的电流密度更高和通道更短,SiC MOSFET 的短路 (SC) 耐受时间 (T SCWT @2/3 x V DSmax ) 低于硅器件,t SCWT = 2μs,而 Si IGBT 的 t SCWT = 10μs。最近,人们投入了大量精力来研究短路测试下的专用 SiC MOSFET 故障机制 [2,3]。高温变化导致栅极区域和 Al 源金属周围产生累积热机械应力。这些通常导致 SiC MOSFET 无法超过源自硅标准的 1000 次重复短路循环阈值。在 SiC MOSFET 栅极损坏之前,对其允许的短路循环次数的预测目前尚不为人所知,但这却是运行阶段主要关注的问题。在 [4] 中,提出了威布尔分布和直接 T j Coffin-Manson 老化定律,但漏源电压偏置降低至 200V,并使用栅极沟槽器件。在 [5] 中,作者通过实验证实了栅极老化与 T j 应力的依赖关系,但未拟合 Coffin-Manson 参数,因此未提出预测能力。在本文中,进行了重复的 SC 研究,以建模并提出一组 SiC MOSFET 上的预测分析栅极老化定律
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注:1. 数据是通过安装在 1 英寸 2 FR-4 板上(2OZ 铜厚)进行测试的 2. 数据是通过安装在建议的最小 FR-4 板上进行测试的 3. 数据是通过脉冲测试的,脉冲宽度≤300μs,占空比≤2% 4. 由设计保证,不受生产影响
摘要 — 本文介绍了一项关于 28 nm FD-SOI MOSFET 参数提取和分析的分析性实验研究,温度范围从室温到 25 K,栅极长度从微米到纳米。结果表明,FD-SOI 器件随温度变化的行为可以通过深低温条件下已建立的物理理论可靠地描述:玻尔兹曼统计和声子散射机制是决定器件电行为的两个主要因素。此外,我们还展示了 Y 函数作为一种参数提取方法的优势,适用于不同的通道长度和宽的温度范围。我们展示了阈值电压、亚阈值摆幅、低场迁移率和源漏串联电阻对温度的依赖性,以及栅极长度减小如何影响这些特性。