基于SiC-VDMOSFET器件的单粒子烧毁的仿真方法技术

一种基于SiC‑VDMOSFET器件的单粒子烧毁的仿真方法，其步骤：a、获得所针对建模的SiC‑VDMOSFET器件元胞的结构参数及掺杂参数；b、对三维器件模型合理划分网格；c、采用TCAD中SiC材料专用的物理模型对所建立的三维器件模型先进行电参数校准；d、通过SRIM蒙特卡罗计算所仿真的重离子对象在SiC材料中不同透射深度下的LET值；e、建立三维圆柱状单粒子轰击模型解决了在传统二维单粒子仿真中的第三维度相当于二维形状的延展；f、在TCAD仿真中添加通过源漏界面处晶格温度不超过Ni熔点，作为单粒子烧毁的判据之一；g、沿着离子入射轨迹采集其不同时间下沿着入射深度电场强度以及电流密度的分布曲线，并将同一时刻两者相乘来表征在该时刻下不同位置所承受体积功率密度冲击的强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及单粒子效应仿真，尤其涉及一种基于sic-vdmosfet器件的单粒子烧毁(seb)的仿真方法。

技术介绍

1、随着sic外延技术的进步与电动汽车市场的迅猛增长，sic功率半导体器件商业化迅速推进，在民用领域已经对si基器件的市场地位形成了冲击，但sic高压功率器件的辐照安全工作区soa只有不到击穿电压的十分之一，在其真正应用到宇航系统中之前，仍有很多问题亟待解决。对于了sic垂直双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(sic-vdmosfet)器件而言其中最致命的就是单粒子烧毁(seb)事件。

2、在空间环境中的高能离子穿过器件结构时，会损失自身的能量，并与器件中的半导体材料发生电离作用激发出大量的电子-空穴对。这些额外的电子和空穴就有可能诱发器件失效甚至是直接烧毁。目前国内外对于sic器件的单粒子烧毁机制还没有形成统一的认识，但现有的研究结果中几乎全部都肯定了离子入射后形成的电场峰值移动过程以及载流子碰撞电离共同诱导了seb的发生。并且一致认为sic-vdmosfet的seb机制与si-vdmosfet中寄生bjt管开启的机理存在明本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于SiC-VDMOSFET器件的单粒子烧毁的仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于SiC-VDMOSFET器件的单粒子烧毁的仿真方法，其特征在于，所述步骤a中如果后续步骤中出现仿真结果不收敛的问题可以除去源漏电极处的金属材料区域，在不影响仿真精度的前提下提高仿真结果的收敛性和速度。

3.如权利要求2所述的一种基于SiC-VDMOSFET器件的单粒子烧毁的仿真方法，其特征在于，所述步骤c中对于SiC-VDMOSFET器件而言，需要着重校准器件模型不同栅极电压下的I-V特性以及击穿电压BV这两项电特性，其中I-V特性包括器件的转...

【技术特征摘要】

1.一种基于sic-vdmosfet器件的单粒子烧毁的仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于sic-vdmosfet器件的单粒子烧毁的仿真方法，其特征在于，所述步骤a中如果后续步骤中出现仿真结果不收敛的问题可以除去源漏电极处的金属材料区域，在不影响仿真精度的前提下提高仿真结果的收敛性和速度。

3.如权利要求2所述的一种基于sic-vdmosfet器件的单粒子烧毁的仿真方法，其特征在于，所述步骤c中对于sic-vdmosfet器件而言，需要着重校准器件模型不同栅极电压下的i-v特性以及击穿电压bv这两项电特性，其中i-v特性包括器件的转移特性曲线和输出特性曲线；校正过程中除了掺杂浓度分布、几何结构外，还可以适当调整栅氧与sic材料界面处的缺陷电荷浓度。

4.如权利要求3所述的一种基于sic-vdmosfet器件的单粒子烧毁的仿真方法，其特征在于，所述步骤c中由于掺杂浓度已经超出1×1020cm-3需要使用费米分布取代玻尔兹曼分布来计算准费米势；使用缩小带隙宽度oldslotboom模型在不影响精度的前提下，更有利于仿真结果收敛；复合过程中除了考虑受掺杂浓度和温度因素影响的shockley-read-hall(srh)复合外，必须还要加入俄歇复合模型；由于seb产生机制中碰撞电离过程是被一致认定的重要环节，所以仿真中需要尽可能采用更准确的模型去描述，本方法中采用okuto-crowell模型来表征；载流子迁移率模型也采用了考虑了掺杂浓度和温度因素的arora模型、反型层和积累层迁移率模型(ialmob)、界面电荷库仑杂质散射效应、高场饱和度迁移率canali模型的多个物理模型复合搭建；sic掺杂激活不完全电离的特点，也需要引入incompleteionization进行描述；同时对照4h-sic的实际工艺，设定了各向异性轴的方向设置为x轴的考虑了关于迁移率和雪崩的各向异性模型aniso，x轴为沿...

【专利技术属性】
技术研发人员：金森磊，马林东，汪波，张丹，秦林生，王昆黍，孔泽斌，刘元，陈凡，余学峰，郭旗，
申请(专利权)人：上海精密计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：