N沟道4H-SiC MOSFET的高温特性与建模研究

来源 :西安电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tinnawang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
SiC集成电路相比于Si集成电路,具有耐高温、耐高压和抗辐照等优势,可工作在各种恶劣的环境中,广泛应用于航空航天、石油和天然气、核能和化工等各行各业中。而由于高界面态密度,SiC MOSFET器件在高温下的输出和转移特性相比于室温下都会发生变化,传统Si MOSFET器件的模型并不适用。所以研究SiC MOSFET器件的高温特性并建立相应模型对充分发挥SiC MOSFET器件在高温集成电路中的应用具有重要的实际意义。本文针对衬底为离子注入的N沟道平面型4H-SiC MOSFET器件的高温特性进行测试及建模研究,分别给出了在Sentaurus TCAD和Matlab软件中建立高温模型的一整套建模方法,为SiC MOSFET耐高温集成电路的设计与应用提供了基础。主要的工作和结论如下:(1)本文首先介绍了器件的基本结构,在此基础上利用基于Agilent B1505A半导体分析仪的高温测试平台,对实验室所制作的N沟道平面SiC MOSFET器件进行不同温度下静态特性的测试,主要包括输出特性和转移特性。并且通过转移特性曲线提取了不同温度下的阈值电压和迁移率。发现器件在高温下工作电流增大,迁移率变大而阈值电压减小的现象。在此平台上,对监控电容进行高频CV测试,提取了栅氧化层的基本参数。然后根据工艺参数,通过SRIM软件仿真计算了器件各个区域离子注入的参数,为器件建模打下基础。(2)其次,通过查阅文献分析讨论了SiC MOSFET各散射机制和温度的关系,其中,晶格散射和温度呈正相关,而电离杂质散射和温度呈负相关。表面粗糙散射与温度无关,表面声子散射随温度升高而增强。界面库伦散射也随温度的升高而增强。然后介绍了Sentaurus TCAD中的基本模型和迁移率模型及相关参数。其中,通过高频CV测试分别提取了N型MOS电容和P型MOS电容的氧化层固定电荷密度,发现两者提取结果相差较大,说明建模时必须考虑到工艺对此影响,而本次建模的器件衬底为P型,从而采取P型MOS提取结果用于仿真。然后根据Terman法提取了不同温度下的界面陷阱密度,确定了界面陷阱浓度的数量级和随温度变化的趋势。(3)将测试提取的参数带入Sentaurus TCAD软件中,通过调整界面粗糙散射参数和界面陷阱参数,建立了和测试结果相对应的模型。发现如果使用室温下的界面陷阱参数去仿真高温下的器件,则会与测试结果偏差较大。通过降低高温下界面陷阱的峰值浓度,成功建立起与测试结果拟合较好的高温仿真模型,可对器件工艺的改进和电路的设计有实际的帮助和意义。(4)根据建立的Sentaurus TCAD模型,分析讨论了不同衬底浓度、不同栅氧化层厚度及自热效应对器件高温特性的影响,并且根据模型仿真了电阻负载型反相器电路的特性,从仿真可看出,通过选取适当的负载值,SiC MOSFET构成的反相器可在室温到200℃温度范围内都有反相特性,虽然在单独的温度下,SiC电路比较稳定,但其特性随温度的变化会发生变化,这在高温集成电路的设计与应用时都需要特别注意。(5)为了日后更好的进行电路仿真,通过改进Si器件的MOSFET基本模型,在Matlab/Simulink中建立了SiC MOSFET的模型,给出了一套简单的建模方法,模型的仿真和测试结果拟合程度教好。搭配自带元器件库,该模型可应用于后续高温下电路的仿真。
其他文献
随着互联网行业和电子商务平台在国内的迅猛发展,以大众点评为代表的第三方点评网站成为了用户在网络上发布反馈信息的集中地。这些评论信息涉及商家属性的情感倾向,一方面可以使消费者通过评论了解商家,选择符合要求的商家进行消费;另一方面可以使商家获取消费者的反馈,及时找到存在的问题,做出相应的优化改善,提高自身的竞争力,制定相应的营销策略来吸引消费者。然而目传统的情感分析只将文本信息包含的情感倾向分为正向和
当前随着我国经济的不断发展,能源的消耗量与日俱增,随之而来的是严重的环境污染,因此亟待寻求一种可替代传统化石燃料的绿色新型清洁能源。氢能因其具有较高的能量密度,燃烧
背景:垂体瘤是一种常见的鞍区肿瘤,是颅内好发的第三大肿瘤,仅次于胶质瘤、脑膜瘤。近年来,随着影像学检查及内分泌检查手段的进步,垂体瘤的检出率逐年升高。除部分泌乳素腺
我国《合同法》第110条第二款中规定了履行费用过高规则,其作用为排除债权人实际履行请求权。其对于合同本具有拘束力的冲击是相当大的,但是针对这个条文的司法解释几乎没有,学术研究也比较少见,实践中对其的适用标准及适用后的法律效果似乎模糊不清。这凸显了深入研究“履行费用过高”规则的重要性。本文第一章主要分析了“履行费用过高”规则的正当性基础及权利的性质。近年来,国家的经济蒸蒸日上,经济效益在价值衡量中占
为了解决宁南山区经济林红梅杏干旱缺水、小降雨(5~16mm)深根系经济林难以利用的问题,以粉黏土(宁夏固原市原州区彭堡镇申庄村)渗灌为研究对象,采用室内降雨集流渗灌实验和HYDRUS-2D软件模拟相结合的研究方法,对降雨集流渗灌湿润体特性开展了相关研究并进行了仿真模拟,重点研究了不同渗灌雨量对土壤水分运动随时间的变化规律、对湿润体特性的影响以及有效湿润体的影响。本研究结果对降雨集流渗灌系统在宁南山
肠道病毒A71可引起手足口病,这是一种多发于婴幼儿的传染疾病,已受到全球广泛关注。患者手脚以及臀部会出现水泡,且伴随着高烧症状。这种疾病通常是轻度的,自限性的,但可能涉及严重且危及生命的神经系统症状和心肺并发症。目前,还没有针对手足口病的多价疫苗或抗病毒药物。肠道病毒A71是单股正链RNA病毒,和其他正链RNA病毒一样,其基因组复制发生在被称为复制区域的重排膜结构上。由于病毒蛋白2C有利于复制区域
目的探究米氮平和曲唑酮治疗抑郁障碍的疗效,并且研究这两种药物对于神经递质的影响。方法选取2018.12-2019.12内蒙古自治区精神卫生中心门诊及病房治疗的55例抑郁障碍患者为研究对象,将其随机分成2组。米氮平组28例,曲唑酮组27例,两组患者年龄、性别比等差异均无统计学意义(P>0.05)。一组患者给予米氮平治疗,起始剂量15mg/次,1次/d,剂量范围15-45mg,平均剂量30mg。
全固态电池的提出从根本上消除了传统锂离子电池的安全隐患,并且具有更加简单的结构,使得电池能量密度有了进一步的提升,被认为是下一代化学电源的发展方向。Li NixCoyMn1-x-
目的乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤,也是非皮肤起源的恶性肿瘤中最易发生皮肤转移的肿瘤。为了进一步了解乳腺癌患者皮肤转移的临床、病理基本特征;分析影响乳腺癌至皮肤转移时间的相关因素;总结皮肤转移后患者的生存情况,故而开展了此项研究。方法这是一项包含了横断面分析,回顾性研究的项目。筛选2016.01.01至2018.12.31就诊于我院的乳腺癌合并经病理证实且非原发灶直接侵犯的皮肤转移患者,统计这些患者
在生产实践中,羔羊体重常出现参差不齐的现象,有研究表明小肠形态与功能的生长发育水平、胃肠微生物菌群的改变对羔羊的体重增长发挥着重要的作用。因此,本实验选取在相同饲