一种用于SiC MOSFET中空穴俘获与阈值电压偏移特性的第三象限瞬态电压方法

《IEEE Transactions on Electron Devices》：A Third-Quadrant Transient Voltage Method for Hole Trapping and Threshold Voltage Shift Characteristics in SiC MOSFETs

　　

摘要：碳化硅（SiC）MOSFET中的栅氧缺陷已成为阈值电压（VTH）偏移的主要诱因，对器件可靠性造成显著影响。本文基于体效应开发了一种无栅偏置的第三象限瞬态电压法，以有效提取SiC MOSFET中与VTH偏移相关的空穴陷阱。通过测量体二极管的瞬态电压，无需施加额外栅压即可直接提取纯去陷行为。准确提取了栅氧层中两种不同空穴陷阱的时间常数和激活能。能量级别为Ev+0.34 eV的Tp1被归因于氮氧（NO）退火后SiO2/SiC界面处的界面陷阱。Tp2表现出更高的能量级别Ev+0.79 eV以及更长的时间常数（>150 s），被认定为近界面氧化层陷阱，在中等电场应力下变得活跃，并促进Poole–Frenkel（PF）隧穿。该方法为栅氧可靠性分析提供了一种有效途径，为理解SiC功率器件中VTH不稳定性的物理根源提供了关键见解。