ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ重复雪崩能力提升的芯片结构优化方法＊朱哲研２，李辉２，姚然１，２＊，刘人宽２，陈中圆１，李尧圣１（１．先进输电技术国家重点实验室，北京智慧能源研究院，北京１０２２０９；２．输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室（重庆大学），重庆４０００４４）摘要：ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ的高速开关工况易诱发巨大的ｄｉ／ｄｔ，从而在电路的感性负载上引发过电压，导致器件进入雪崩状态。在多次雪崩冲击后，器件易发生重复雪崩失效。针对ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ芯片元胞结构中栅氧化层薄弱导致器件耐重复雪崩冲击能力较差的问题，进行芯片元胞结构优化研究，以增强芯片耐重复雪崩能力，提升器件可靠性。首先，研究ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ器件重复雪崩失效机理，开展ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ器件重复雪崩失效测试，基于失效测试结果建立ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ重复雪崩失效可靠性评估模型；其次，针对ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ芯片元胞结构提出了栅极底部蚀刻、Ｐ－ｗｅｌｌ区扩展、ＪＦＥＴ顶部削弱三种优化结构，并研究三种优化结构对ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ芯片ＳｉＯ２／ＳｉＣ界面处碰撞电离率和垂直电场强度的影响；最后，基于ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ雪崩失效可靠性评估模型，对比分析了三种不同优化结构ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ的可靠性。研究结果表明ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ器件栅极蚀刻元胞结构具有更高的重复雪崩失效可靠性，相关研究成果为ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ器件耐重复雪崩失效能力提升的芯片元胞设计奠定理论基础。关键词：ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ；重复雪崩失效；失效模型；失效机理；可靠性中图分类号：ＴＭ５６ＤＯＩ：１０．１９７６８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｄｇｊｓ．２０２３．０４．０３２ＣｈｉｐＳｔｒｕｃｔｕｒｅＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｆｏｒＩｍｐｒｏｖｉｎｇＲｅｐｅｔｉｔｉｖｅＡｖａｌａｎｃｈｅＣａｐａｂｉｌｉｔｙｏｆＳｉＣＭＯＳＦＥＴ＊ＺＨＵＺｈｅｙａｎ２，ＬＩＨｕｉ２，ＹＡＯＲａｎ１，２＊，ＬＩＵＲｅｎｋｕａｎ２，ＣＨＥＮＺｈｏｎｇｙｕａｎ１，ＬＩＲａｏｓｈｅｎｇ１（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＰｏｗｅｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｍａｒｔＥｎｅｒｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２２０９，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｏｗｅｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ＆Ｓ...
