您好! 请登录 注册
Picture Show
搜索
Picture Show

       联系电话    

135 1009 9916

图片展示

ROHM二代SiC MOSFET产品栅氧可靠性评估

2026-01-14 14:48:13

今天这部分的主题,是ROHM二代SiCMOSFET产品的栅氧可靠性评估

先简单介绍ROHM采用的评估方式

CCSTDDBConstantCurrentStressTimeDependentDielectricBreakdown,恒流应力经时介电击穿),施加恒定的栅极电流密度(如10mA/cm²),使其持续通过栅氧化层,电流通过Fowler-Nordheim隧穿或直接隧穿机制流过栅氧化层,使其逐渐退化,持续监测栅电压,随着氧化层缺陷的积累,维持恒定电流所需的栅电压逐渐下降,当发生软/硬击穿时,栅电压出现明显突降。

记录从开始施加电流到击穿所经过的时间,计算通过的总电荷量QBD

QBD值越高,表明单位面积栅氧在电应力下可承受更大的电荷注入量,缺陷生成速率更低、长期可靠性更优。

如上,CCSTDDB实验结果,栅极电流密度为24mA/cm²

25℃150℃两组数据大致重合,表明在恒定栅极电流密度应力条件下,栅氧化层击穿行为对温度变化不敏感,图中标注“LevelofSi-FET”区域,为SiMOSFET的典型QBD水平,SiCMOSFETQBD水平集中在15~20C/cm²范围内,与SiMOSFET相当,表明在CCSTDDB应力条件下,其栅氧化层介电击穿可靠性已达到硅器件的水平。

接下来是HTPGB(高温正栅偏)

+22V栅源电压、150℃下,ROHM第二代SiCMOSFET1000小时HTPGB实验Vth变化情况如上,Vth漂移主要发生在应力施加初期(约前200小时),在这段时间,Vth漂移量从0增至0.2V~0.3V,随后Vth趋于饱和,1000小时实验后,Vth漂移量保持在0.2V~0.3V,即正偏压条件下的电子俘获主要发生在应力初期的有限陷阱中,未观察到随时间持续增长的退化行为。

这里提一下,初期Vth正漂对应的微观物理过程大概是:

高温高场下,电子被SiC/SiO₂界面缺陷态(陷阱)所俘获,这些被捕获的负电荷会抵消一部分栅压对沟道的作用,因此需要更高栅压才能开启器件。

可以理解成界面陷阱的填充过程。

后期Vth保持稳定的原因,是容易填充的陷阱已被填满,剩下的陷阱因为能级太深之类的原因,难以被填充,表现在电性能上,就是Vth保持稳定。

接下来是HTNGB(高温负栅偏)

-6V栅源电压、150℃下,ROHM第二代SiCMOSFET1000小时HTNGB实验Vth变化情况如左图,右图是不同负栅压下,相应的Vth变化量,Vth发生负漂移,且漂移同样主要发生在初期200小时,随后趋于稳定,1000小时后,Vth漂移量约为-0.2V-0.4V,至于为什么Vth发生负漂移,微观物理过程是:负栅压下,SiC/SiO₂界面或氧化层中的陷阱捕获空穴,被捕获的正电荷增强了栅极对沟道的控制作用,使得开启器件所需的阈值电压降低。

而从右图看,一旦施加的负压绝对值超过-6VVth的负漂明显增大,

这大概也是ROHM第二代SiCMOSFET产品负栅压下限设为-6V的原因之一。

小结:

1ROHM二代SiCMOSFETQBD水平集中在15~20C/cm²范围内,与SiMOSFET相当,表明在CCSTDDB应力条件下,其栅氧化层介电击穿可靠性已达到硅器件的水平。

2ROHM第二代SiCMOSFET1000小时HTPGB实验Vth正漂移量为0.2V~0.3V,主要发生在前200小时。

3ROHM第二代SiCMOSFET1000小时HTNGB实验Vth负漂移量为0.2V~0.4V,主要发生在前200小时。

    如您对我们的产品感兴趣,欢迎联系

    我们将为您提供高效、贴心的解决方案!

    咨询电话:135  1009  9916(微信同号)

    点击下方图片免费领取产品规格书   

        


    想深入了解碳化硅功率器件产品知识?点击→「碳化硅(SiC)课堂」获取详情!

作者: 深圳市亿伟世科技有限公司
0
ROHM二代SiC MOSFET产品栅氧可靠性评估
今天这部分的主题,是ROHM二代SiCMOSFET产品的栅氧可靠性评估先简单介绍ROHM采用的评估方式CCSTDDB(ConstantCurrentStress
长按图片保存/分享

 技术学院


IGBT 课堂

SIC 课堂
工程师家园

 

产品中心

碳化硅器件

    IGBT

超洁 MOS

东芝隔离器

 

 

 

码上关注

     码上关注

码上联系

Picture Show
Picture Show

联系电话

135 1009 9916

 (微信同号)

添加微信好友,详细了解产品
使用企业微信
“扫一扫”加入群聊
复制成功!
添加微信好友,详细了解产品
我知道了
粤ICP备2022009448号