La degradación inducida por campo eléctrico de óxido en el SiC MOSFET para irradiación con iones pesados
Autores: Liang, Xiaowen; Feng, Haonan; Xiang, Yutang; Sun, Jing; Wei, Ying; Zhang, Dan; Li, Yudong; Feng, Jie; Yu, Xuefeng; Guo, Qi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
La degradación inducida por campo eléctrico de óxido en el SiC MOSFET para irradiación con iones pesados
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Estudio experimental
Irradiación con iones pesados
Sesgos de compuerta
Sesgos de drenaje
Daño latente
Campo eléctrico máximo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo presenta un estudio experimental de la irradiación con iones pesados con diferentes transferencias lineales de energía de partículas (LET), sesgos de compuerta y sesgos de drenaje. Los resultados revelan que cuando los sesgos de irradiación son bajos, el MOSFET de SiC no experimenta efectos de evento único (SEE) y las propiedades eléctricas permanecen inalteradas (los dispositivos están en el área de operación segura (SOA)). Sin embargo, la tensión de ruptura del óxido del dispositivo disminuye significativamente debido al daño latente generado por la irradiación. Los resultados experimentales, junto con simulaciones TCAD, sugieren que el daño latente inducido por la irradiación en el óxido de compuerta está estrechamente relacionado con el campo eléctrico máximo en el óxido de compuerta en el momento de la incidencia de partículas. Este campo eléctrico máximo está determinado por la diferencia de potencial entre los dos lados del óxido de compuerta, que se ve afectado por el LET de la partícula, los sesgos de compuerta y los sesgos de drenaje juntos. El alto potencial está determinado por el efecto combinado del LET y el voltaje fuente-drenaje. La ionización de impacto de la partícula por el campo eléctrico aplicado provoca la acumulación de huecos en el óxido de JFET, lo que conduce a una disminución de la dopaje de la capa epitaxial N y eventualmente provoca un aumento en el alto potencial cerca del óxido de JFET. El bajo potencial está determinado por el sesgo de compuerta, y el sesgo negativo aplicado a la compuerta puede aumentar aún más la diferencia de potencial entre los dos lados del óxido, causando un aumento en el campo eléctrico máximo en el óxido de compuerta y agravando el daño del óxido de compuerta.
Descripción
Este trabajo presenta un estudio experimental de la irradiación con iones pesados con diferentes transferencias lineales de energía de partículas (LET), sesgos de compuerta y sesgos de drenaje. Los resultados revelan que cuando los sesgos de irradiación son bajos, el MOSFET de SiC no experimenta efectos de evento único (SEE) y las propiedades eléctricas permanecen inalteradas (los dispositivos están en el área de operación segura (SOA)). Sin embargo, la tensión de ruptura del óxido del dispositivo disminuye significativamente debido al daño latente generado por la irradiación. Los resultados experimentales, junto con simulaciones TCAD, sugieren que el daño latente inducido por la irradiación en el óxido de compuerta está estrechamente relacionado con el campo eléctrico máximo en el óxido de compuerta en el momento de la incidencia de partículas. Este campo eléctrico máximo está determinado por la diferencia de potencial entre los dos lados del óxido de compuerta, que se ve afectado por el LET de la partícula, los sesgos de compuerta y los sesgos de drenaje juntos. El alto potencial está determinado por el efecto combinado del LET y el voltaje fuente-drenaje. La ionización de impacto de la partícula por el campo eléctrico aplicado provoca la acumulación de huecos en el óxido de JFET, lo que conduce a una disminución de la dopaje de la capa epitaxial N y eventualmente provoca un aumento en el alto potencial cerca del óxido de JFET. El bajo potencial está determinado por el sesgo de compuerta, y el sesgo negativo aplicado a la compuerta puede aumentar aún más la diferencia de potencial entre los dos lados del óxido, causando un aumento en el campo eléctrico máximo en el óxido de compuerta y agravando el daño del óxido de compuerta.