Análisis comparativo del nivel de defectuosidad en los dispositivos de potencia SiC MOSFETs
DOI:
https://doi.org/10.47187/perspectivas.vol2iss1.pp33-37.2020Palabras clave:
Silicio de Carburo, MOSFETs, HistéresisResumen
Actualmente los transistores de efecto de campo fabricados en carbono de silicio son una tecnología emergente que está ingresando al mercado de los dispositivos de potencia, debido a los superiores beneficios que presenta esta familia de semiconductores con relación al silicio. Por su amplia banda prohibida presenta varias peculiaridades de defectuosidad dentro de su estructura que afectan directamente a las características eléctricas de los dispositivos, el objetivo de este artículo es determinar el grado de defectuosidad al interno de la estructura MOS, mediante la técnica de caracterización histéresis en corriente continua, Para lograr este propósito, experimentalmente se evaluó dos familias de dispositivos MOSFETs fabricados en silicio de carbono de características eléctricas diferentes, los dispositivos evaluados pertenecen a la misma empresa. El grado de defectuosidad mostrado por cada dispositivo marca una tendencia de acuerdo con sus características eléctricas y su respectiva familia.
Métricas
Citas
D. A. Marckx, “Breakthrough in Power Electronics from SiC,” National Renewable Energy Laboratory Report, May. 25, 2005.
J. Biela, Member, M. Schweizer and S. Waffler, “SiC versus Si—Evaluation of Potentials for Performance Improvement of Inverter and DC–DC Converter Systems by SiC Power Semiconductors,” IEEE transactions on industrial electronics, vol. 58, no. 7, Jul. 2011. pp. 2872-2882.
T. Okunishi et al., “Reliability study on positive bias temperature instability in SiC MOSFETs by fast drain current measurement,” Jpn. J. Appl. Phys., vol. 56, no. 4S, 2017, Art. no. 04CR01. [4] G. Chung et al., APL 76, 1713 (2000).
G. Rescher, G. Pobegen, and T. Grasser, “Threshold voltageinstabilities of present SiC-power MOSFETs under positive bias temperature stress,” Mater. Sci. Forum, vol. 858, pp. 481–484, May 2016.
K. Puschkarsky, H. Reisinger, T. Aichinger, W. Gustin, and T. Grasser,“Threshold voltage hysteresis in SiC MOSFETs and its impact on circuit operation,” in Proc. IEEE Int. Integr. Rel. Workshop Final Rep., Oct. 2017. [7] L. A. Lipkin et al., MSF, TTP (2002), Vol. 389, p. 985.
T. Grasser et al., “The time dependent defect spectroscopy (-TDDS) for the characterization of the bias temperature instability,” in Proc. IEEE Int. Integr. Rel. Phys. Symp. (IRPS), Anaheim, CA, USA, 2010, pp. 16–25. [9] P. Jamet et al., APL 79, 323 (2001).
G. Pobegen and T. Grasser, “On the distribution of NBTI time constants on a long, temperature-accelerated time scale,” IEEE Trans. Electron Devices, vol. 60, no. 7, pp. 2148–2155, Jul. 2013. [11] H. Yano et al., APL 78, 374 (2001).
Temperature, Bias, and Operating Life, JEDEC Standard JESD22A108D, 2010.
G. Rescher, G. Pobegen, T. Aichinger, and T. Grasser, “On the subthreshold drain current sweep hysteresis of 4H-SiC nMOSFETs,” in Proc. IEEE Int. Electron Devices Meeting (IEDM), San Francisco, CA, USA, 2016, pp. 10.8.1–10.8.4. [14] T. Okayama et al., SSE 52, 164 (2008).
D. B. Habersat, R. Green, and A. J. Lelis, “Temperature-dependent threshold stability of COTS SiC MOSFETs during gate switching,” in Proc. IEEE Int. Rel. Phys. Symp. (IRPS), Monterey, CA, USA, 2017, pp. WB-4.1–WB-4.4.
G. Rescher et al., “Comprehensive evaluation of bias temperature instabilities of 4H-SiC MOSFETs using device preconditioning,” Mater. Sci. Forum, 2017.
M. Beier-Mobius, J. Lutz, Breakdown of gate oxide of SiC-MOSFETs and Si-IGBTs under high temperature and high voltage; Intelligent Motion , 2017.
G.Cosentino, E.Guevara, L.Sanchez, F. Crupi, “Threshold Voltage Instability in SiC Power MOSFETs”; International Exhibition and Conference for Power Electronics, Intelligent Motion, Renewable Energy and Energy Management; PCIM Europe 2019.
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2020 Esteban Guevara, José Tinajero, Mauro Guevara, Mildred Cajas
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Derechos de Autor
Los autores de trabajos escritos retendrán sus derechos de autor sobre sus artículos publicados en la Revista Pespectivas. Estos derechos les permite sobre dichos trabajos: presentarlos en público, preparar trabajos derivados, reproducirlo físicamente a través de impresión y distribuirlo en sus redes sociales o de investigación. Estos derechos se mantendrán inalterables siempre y cuando los autores respecten la política de publicación y de acceso libre que maneja la Revista Perspectivas.
Derechos de Publicación
La Revista Perspectivas se reserva todos los derechos de primera publicación sobre cada uno de los artículos que los autores hayan enviado a su proceso de revisión y publicación. Esto implica que los autores solo podrán ejercer sus derechos de autor si, al momento de distribuir, compartir, presentar o usar el contenido total o parcial de sus artículos, indican adecuadamente la fuente y origen de dicha publicación.