一种能够改善鲁棒性的新型4H-SiC ESD防护器件

作     者：常帅军 马海伦 李浩 欧树基 郭建飞 钟鸣浩 刘莉 Chang Shuai-Jun;Ma Hai-Lun;Li Hao;Ou Shu-Ji;Guo Jian-Fei;Zhong Ming-Hao;Liu Li

作者机构：西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体国家重点实验室西安710071 西安电子科技大学广州研究院广州510555 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2022年第71卷第19期

页      面：348-354页

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：陕西省重点研发计划(批准号:B020250023)资助的课题 

主　　题：HHFGNMOS Comb-like HHFGNMOS 4H-SiC 电流密度分布 

摘      要：2020年,韩国学者以4H-SiC材料为基底提出了一种新型ESD防护器件HHFGNMOS(high holding voltage floating gate NMOSFET),此结构显著改善了4H-SiC GGNMOS(grounded-gate NMOSFET)因SiC材料特性导致的剧烈回滞现象.但是在HHFGNMOS结构中仍存在电流分布过于密集的问题.在本文中首次将comb-like结构用于HHFGNMOS防护器件,将器件的漏区底部进行梳型改造,充分利用电流集边效应使电流分布变得均匀,并通过TCAD仿真给出了Comb-like结构的设计变量对结构性能的影响.基于4H-SiC的GGNMOS,HHFGNMOS,Comb-like HHFGNMOS在TLP脉冲下的瞬态仿真结果显示,comb-like HHFGNMOS的二次失效电流I相比GGNMOS以及HHFGNMOS由17 A提高到22 A,提高了29%;此外comb-like HHFGNMOS回滞相比GGNMOS及HHFGNMOS减小了55.2%和5%.因此在面积不变、工艺相兼容的情况下较大程度改善了器件的鲁棒性,减小了回滞效应.