碳化硅MOSFET电学参数的电容-电阻法评估

作者：杨霏; 田丽欣; 申占伟^*; 张文婷; 孙国胜; 魏晓光

来源：半导体光电, 2022, 43(04): 770-776.

DOI：10.16818/j.issn1001-5868.2022031402

• 碳化硅
• 金属氧化物半导体场效应晶体管
• 阈值电压
• 栅内阻
• 小信号模型

阈值电压、栅内阻、栅电容是碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的重要电学参数，但受限于器件寄生电阻、栅介质界面态等因素，其提取过程较为复杂且容易衍生不准确性。文章通过器件建模和实验测试，揭示了MOSFET的栅电容非线性特征，构建了电容-电阻串联电路测试方法，研究了SiC MOSFET的栅内阻和阈值电压特性。分别获得栅极阻抗和栅源电压、栅极电容和栅源电压的变化规律，得到栅压为-10 V时的栅内阻与目标值误差小于0.5Ω,以及串联电容相对栅源电压变化最大时的电压近似为器件阈值电压。相关结果与固定电流法作比较，并分别在SiC平面栅和沟槽栅MOSFET中得到验证。因此，该种电容-电阻法为SiC MOSFET器件所面临的阈值电压漂移、栅极开关振荡现象提供较为便捷的评估和预测手段。

• 单位
  国网智能电网研究院; 中国科学院半导体研究所