功率MOSFET雪崩能量测试方法与原理分析

摘要

本文从内部寄生效应分析了 VDMOSFET雪崩击穿的机理，寄生器件在MOSFET的雪崩击穿中起着决定性的作用，寄生晶体管的激活导通是其雪崩击穿的主要原因。通过对VDMOSFET的主要电学参数dVDS的异常和失效进行分析，确立了dVDS和雪崩能量之间存在的关系。提出并改善了一种更为合理的雪崩能量测试方法，通过改善这种测试方法，可提高器件的可靠性，避免器件在应用过程中出现雪崩击穿的发生。通过对dVDS和雪崩能量的关系进行分析，优化生产工艺，保证所使用的器件符合雪崩能量要求。
　　目前都是以热阻dVDS的大小来恒量晶体管的耐热性能，VDMOSFET器件也是不可避免的，热阻dVDS决定着器件整体的散热能力，也是器件温升的重要指标。而目前对dVDS和器件击穿特性之间的研究很少，尤其是研究dVDS和雪崩能量之间的关系，但是实际上热阻却严重影响着器件的可靠性。因此在测试dVDS时就可以对雪崩能量建立有效的考量方法，进而建立更为合理的雪崩能量测试方法。通过改善这种测试方法和优化生产工艺，保证出厂产品的可靠性，避免器件在应用过程中出现雪崩击穿的发生。了解器件不同失效机理的现象和原因，对于掌握VDMOFET的应用具有重要意义。实际大规模生产中，要满足各种各样的应用要求，必须按照器雪崩能量的离散性进行分类。选取合适的上限，在保证质量达到应用标准的同时仍需达到成品率的要求。根据本论文的实验结果，按照热阻对雪崩能量影响的情况，通过实际生产的论证，测试时选择合适dVDS的取值，在保证一定成品率的同时，也对器件的可靠性进行了保证。经过对dVDS进行分类，使器件的性能尽可能保持一致，达到保证器件的质量的目的。
　　通过实验得出VDMOSFET的热阻dVDS在对器件雪崩能量的影响，找出两者的关系，建立工艺制度在生产中进行控制，减小dVDS对器件雪崩能量的影响。所以仅从测试出发，对保证器件性能和质量只能起到补救措施，要想更加充分的发挥器件的性能，必须从生产工艺着手。既然热阻对器件的雪崩能量影响如此明显，那么在生产工艺控制中控制dVDS的质量就更加有目的性，通过一定的预防和改进措施控制和降低dVDS，这样对提高器件的雪崩能量才有最实际的意义。

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第一章 绪论

1.1背景

1.2 发展动态

1.3 发展现状

1.4 问题的提出

1.5本论文所做的工作

第二章 击穿机理分析

第三章 雪崩测试方法设计与原理分析

3.1基本测试原理分析

3.2编译及建立基本测试模型

第四章 实验测试

4.1编程进行基本测试和说明

4.2 编程进行最大雪崩能量测试

4.3 雪崩能量失效所引起的器件失效

4.4 常规特性失效所引起的器件失效

4.5 编程测试热阻差异对雪崩能量的影响

4.6 编程测试热阻与最大雪崩能量的关系

4.7 热阻与T1的关系

4.8 热阻与T2的关系

4.9雪崩能量和T1的关系

4.10小结

第五章 结论

致谢

参考文献

攻硕期间取得的成果