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MOSFET击穿有哪几种?MOS管击穿特性

2017-05-21 10:12分类:电子技术 阅读:

 

MOSFET的击穿有哪几种?
Source、Drain、Gate
场效应管的三极:源级S 漏级D 栅级G
(这儿不讲栅极GOX击穿了啊,只关于漏极电压击穿)
先讲查验条件,都是源栅衬底都是接地,然后扫描漏极电压,直至Drain端电流抵达1uA。所以从器材构造上看,它的漏电通道有三条:Drain到source、Drain到Bulk、Drain到Gate。
1) Drain->Source穿通击穿:
这个首要是Drain加反偏电压后,使得Drain/Bulk的PN结耗尽区延展,当耗尽区碰到Source的时分,那源漏之间就不需求翻开就构成了通路,所以叫做穿通(punch through)。那怎么避免穿通呢?这就要回到二极管反偏特性了,耗尽区宽度除了与电压有关,还与两头的掺杂浓度有关,浓度越高能够按捺耗尽区宽度延展,所以flow里边有个防穿通写入(APT: Anti Punch Through),记住它要打和well同type的specis。当然实习遇到WAT的BV跑了而且断定是从Source端走了,或许还要看是不是PolyCD或许Spacer宽度,或许LDD_IMP疑问了,那怎么扫除呢?这就要看你是不是NMOS和PMOS都跑了?POLY CD能够经过Poly有关的WAT来验证。对吧?
关于穿通击穿,有以下一些特征:
(1)穿通击穿的击穿点软,击穿进程中,电流有逐渐增大的特征,这是由于耗尽层拓宽较宽,发作电流较大。另一方面,耗尽层展广大简略发作DIBL效应,使源衬底结正偏呈现电流逐渐增大的特征。
(2)穿通击穿的软击穿点发作在源漏的耗尽层相接时,此刻源端的载流子写入到耗尽层中,
被耗尽层中的电场加快抵达漏端,因而,穿通击穿的电流也有急剧增大点,这个电流的急剧增大和雪崩击穿时电流急剧增大纷歧样,这时的电流恰当于源衬底PN结正导游通时的电流,而雪崩击穿时的电流首要为PN结反向击穿时的雪崩电流,如不作限流,雪崩击穿的电流要大。
(3)穿通击穿通常不会呈现损坏性击穿。由于穿通击穿场强没有抵达雪崩击穿的场强,不会发作许多电子空穴对。
(4)穿通击穿通常发作在沟道体内,沟道外表不简略发作穿通,这首要是由于沟道写入使外表浓度比浓度大构成,所以,对NMOS管通常都有防穿通写入。
(5)通常的,鸟嘴边际的浓度比沟道基地浓度大,所以穿通击穿通常发作在沟道基地。
(6)多晶栅长度对穿通击穿是有影响的,跟着栅长度添加,击穿增大。而对雪崩击穿,严峻来说也有影响,可是没有那么显着。
2) Drain->Bulk雪崩击穿:
这就单纯是PN结雪崩击穿了(Avalanche Breakdown),首要是漏极反偏电压下使得PN结耗尽区展宽,则反偏电场加在了PN结反偏上面,使得电子加快碰击晶格发作新的电子空穴对(Electron-Hole pair),然后电子持续碰击,如此雪崩倍增下去致使击穿,所以这种击穿的电流简直活络增大,I-V curve简直笔直上去,很容焚毁的。(这点和源漏穿通击穿纷歧样)
那怎么改进这个junction BV呢?所以首要仍是从PN结自身特性讲起,必定要下降耗尽区电场,避免磕碰发作电子空穴对,下降电压必定不可,那就只能添加耗尽区宽度了,所以要改动doping profile了,这便是为何骤变结(Abrupt junction)的击穿电压比缓变结(Graded Junction)的低。这便是学致运用,别随声附和啊。
当然除了doping profile,还有便是doping浓度,浓度越大,耗尽区宽度越窄,所以电场强度越强,那必定就下降击穿电压了。而且还有个规矩是击穿电压通常是由低浓度的那儿浓度影响更大,由于那儿的耗尽区宽度大。公式是BV=K*(1/Na+1/Nb),从公式里也能够看出Na和Nb浓度假定差10倍,简直其间一个就能够疏忽了。
那实习的process假定发现BV变小,而且供认是从junction走的,那好好查查你的Source/Drain implant了
3) Drain->Gate击穿:这个首要是Drain和Gate之间的Overlap致使的栅极氧化层击穿,这个有点相似GOX击穿了,当然它更像Poly finger的GOX击穿了,所以他或许更care poly profile以及sidewall damage了。当然这个Overlap还有个疑问便是GIDL,这个也会奉献Leakage使得BV下降。

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