功率VDMOS器件的高溫可靠性研究.pdf

1、功率VDMOS器件擁有高開關(guān)速度,高耐壓,良好的熱穩(wěn)定性等一系列的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前已在各類復(fù)雜工作環(huán)境下得到廣泛的應(yīng)用,如工業(yè)控制、電源、便攜式電器、消費(fèi)電子、汽車電子以及航空、航天等領(lǐng)域。但是,由于大功率也往往會(huì)帶來較高的工作溫度,導(dǎo)致器件的電學(xué)特性產(chǎn)生偏移,削弱了器件的性能和可靠性,因此,研究VDMOS器件的高溫特性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本課題主要是基于實(shí)驗(yàn)和仿真,研究功率VDMOS器件的高溫可靠性。對(duì)功率VDMOS器件在高溫循

2、環(huán)以及持續(xù)高溫情況下,出現(xiàn)的可靠性問題進(jìn)行了深入的分析,研究成果如下:
　　通過對(duì)某種小尺寸功率VDMOS器件進(jìn)行高溫循環(huán)實(shí)驗(yàn),模擬由于溫循造成的內(nèi)鍵合點(diǎn)脫離而引發(fā)的柵極懸空,造成溝道電流增大的現(xiàn)象。進(jìn)而從VDMOS器件物理結(jié)構(gòu)出發(fā),對(duì)器件的基本物理模型進(jìn)行了分析研究,考慮器件內(nèi)部結(jié)構(gòu),結(jié)合ISE軟件建立器件結(jié)構(gòu)模型,對(duì)器件進(jìn)行了大量的仿真分析。通過仿真,揭示電流的形成機(jī)理,并進(jìn)一步研究該現(xiàn)象對(duì)分析器件質(zhì)量可靠性方面可能起的作用。

3、
　　研究了在持續(xù)高溫、負(fù)偏壓條件(NBT)下,功率VDMOS器件的閾值電壓漂移的現(xiàn)象。通過實(shí)驗(yàn)分析,利用閾值電壓漂移量的大小表征負(fù)偏壓高溫效應(yīng)的退化,進(jìn)而分析實(shí)驗(yàn)器件閾值電壓漂移的影響因素:溫度應(yīng)力、柵氧電場(chǎng)和應(yīng)力作用時(shí)間。研究結(jié)果表明:負(fù)偏壓高溫效應(yīng)的退化可以用閾值電壓的漂移量表征,通過溫度應(yīng)力、柵氧電場(chǎng)和應(yīng)力作用時(shí)間分別對(duì)閾值電壓的漂移量的影響,給出了一個(gè)具體的模型公式,并再次實(shí)驗(yàn)對(duì)其準(zhǔn)確性給予驗(yàn)證,并由此公式得出器件的壽命