功率MOSFET抗SEB能力的二維數(shù)值模擬

器件仿真中采用了濃度溫度相關(guān)載流子遷移率模型、SRH復(fù)合模型、Auger復(fù)合模型以及碰撞離化和禁帶變窄模型，暫未考慮熱效應(yīng)。為了更接近實際情況，采用IR 600VN的結(jié)構(gòu)，分別取接觸電阻Rp=2．5kΩ，Rn=250Ω。

3 緩沖層提高抗SEB能力的作用
3．1 無緩沖層
首先對普通無緩沖層MOSFET進行了器件仿真，仿真結(jié)果如圖3所示，由圖可見，器件的靜態(tài)I-V特性存在3個拐點。

(1)A點對應(yīng)正常PN結(jié)擊穿，此時漂移區(qū)完全耗盡，空間電荷區(qū)載流子濃度近似為本征激發(fā)濃度，p-body／n-drift界面處電場最大，達到臨界擊穿值，如圖3b，c所示；
(2)隨著漏電流Id的增加，漂移區(qū)載流子濃度增加，n-drift／n+-sub高低結(jié)附近出現(xiàn)電子積累，該處電場增強，直到電子和空穴的濃度達到背景摻雜濃度，此時漂移區(qū)承受的電壓達到最高，為B點。Id繼續(xù)增大，漂移區(qū)載流子濃度繼續(xù)增高，“耗盡層”收縮，電子積累層展寬，漂移區(qū)電場降低，器件承受的電壓下降，出現(xiàn)“負阻區(qū)”。B點電流為負阻轉(zhuǎn)折臨界電流IB，該電流越大，進入二次擊穿需要的臨界輻照強度越高，器件抗SEB能力越強。IB是表征器件抗SEB能力的一個重要標志；
(3)當(dāng)Id增加到一定程度，n-drift／n+-sub高低結(jié)附近電場達到臨界擊穿電場，發(fā)生二次擊穿，這就是C點。若C點電壓Uc高于器件反向阻斷時的工作電壓，則器件受輻照后不會誘發(fā)二次擊穿。因此Uc的高低，也是表征器件抗SEB能力的物理量，Uc越高，器件抗SEB能力越強。改善器件抗輻照能力，就是通過提高IB和Uc來實現(xiàn)。