探讨SGT MOSFET击穿电压BV

2023-10-18 龙夏电子
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反向击穿电压是功率器件最重要的电学参数之一,限制了器件正常工作状态下能承受的最大反向电压。与传统VDMOS相比,同等反向耐压下SGT MOSFET的外延层掺杂浓度更高,导通损耗更小。而 SGT MOSFET 的漂移区掺杂浓度取决于漂移区的二维耗尽,为了达到充分的二维耗尽,当器件处于反向击穿状态时mesa区必须恰好完全耗尽,此时SGT MOSFET器件内部沿X轴的电场分布由图1给出。根据泊松方程,电场在耗尽区内随距离线性变化,屏蔽栅氧化层内的电场恒定不变。当器件反向击穿时,最大电场等于临界电场,由泊松方程有式1-1得:

                      (1)


在二维电荷耦合器件中,Y轴方向的电场近似均匀,击穿时的临界电场可以通过击穿时碰撞电离积分等于1来推导:

                        (2)


利用Baliga的关于硅的碰撞电离系数的公式:

                  (3)


根据式2和3,Y轴方向电场均匀的条件下临界电场的表达式可得:


                     (4)


可得出击穿电压为式如下:


            (5)


根据式 1、4和5,可得二维电荷耦合器件BV与漂移区最优掺杂浓度的关系:

        (6)


因此最优掺杂浓度是mesa区宽度的函数,击穿电压为这个函数的参数。随着mesa区宽度增大,最优掺杂浓度是一个击穿电压的弱相关函数。

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产品型号
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Package
VDS(V)
VGS(±V)
ID(A)@25°C
EAS(mj)
LR038N02T9
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N
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