トレンチフィールドプレートパワーMOSFETにおける耐圧不安定性の解析と安定性向上

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: EDD16048,SPC16135

グループ名: 【C】電子・情報・システム部門 電子デバイス/【D】産業応用部門 半導体電力変換合同研究会

発行日: 2016/11/14

タイトル(英語): Analysis of Breakdown Voltage Instability and Improving Ruggedness in Trench Field Plate Power MOSFET

著者名: 西脇 達也(東芝),加藤 俊亮(東芝),小林 研也(東芝),鉾本 吉孝(東芝)

著者名(英語): Tatsuya Nishiwaki(Storage & Electronic Devices Solutions Company, Toshiba Corporation),Shunsuke Katoh(Storage & Electronic Devices Solutions Company, Toshiba Corporation),Kenya Kobayashi(Storage & Electronic Devices Solutions Company, Toshiba Corporation),Yoshitaka Hokomoto(Storage & Electronic Devices Solutions Company, Toshiba Corporation)

キーワード: トレンチＭＯＳＦＥＴ|トレンチフィールドプレート|耐圧不安定性|ホットキャリア|Ｓｉ－Ｈ結合|Ｒ－Ｄモデル|Trench MOSFET|trench field plate|breakdown voltage instability|Hot carrier|Si-H bond|R-D model

要約(日本語): トレンチフィールドプレートパワーMOSFETの耐圧不安定性を解析した。我々は耐圧変動がアバランシェ電流に依存し、変動量がストレス時間に対してべき乗で表されること、変動は増加と回復を繰り返すことを見出した。これらの結果はフィールドプレート酸化膜/Si界面においてホットキャリアによりSi-H結合が切れ、水素拡散することにより耐圧変動が生ずることを示唆している。解析を基に、トレンチ設計最適化により耐圧低下の抑制に成功した。

要約(英語): Breakdown voltage instability mechanism of Trench Field Plate MOSFET was studied. We found that breakdown voltage (BVDSS) shift depended on avalanche current and obeyed power-law time dependence. Furthermore, stress / suspend measurements revealed BVDSS recovery behaviors. These results suggested Si-H bond dissociation by hot carriers and diffusion at the trench bottom Si / SiO2. Based on these findings, improvement of BVDSS stability by trench depth optimization was demonstrated.

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 1,769 Kバイト