哪些工艺参数会影响MOSFET阈值电压？MOSFET雪崩失效解读

今天，小编将在这篇文章中为大家带来MOSFET的有关报道，通过阅读这篇文章，大家可以对MOSFET具备清晰的认识，主要内容如下。

一、哪些工艺参数会影响MOSFET阈值电压

（1）沟道掺杂浓度

沟道区的掺杂浓度直接影响阈值电压。在N型MOSFET中，沟道区为P型掺杂，若掺杂浓度增加，意味着需要更高的栅极电压来耗尽沟道中的空穴并吸引电子形成导电沟道，因此阈值电压会上升。反之，对于P型MOSFET，沟道区为N型掺杂，掺杂浓度增加会导致阈值电压下降。

（2）栅氧化层厚度

栅氧化层（即绝缘层）的厚度是影响阈值电压的另一重要因素。较厚的栅氧化层需要更高的栅极电压才能在沟道中产生足够的电场以吸引或排斥载流子，因此阈值电压会增大。随着半导体工艺技术的进步，栅氧化层厚度不断减小，这有助于降低阈值电压并提高器件性能。

（3）栅极材料与工作函数

栅极材料的功函数（即电子从金属转移到半导体所需的最小能量）也会影响阈值电压。功函数差异较大的栅极和沟道材料组合需要更高的栅极电压来克服能垒，形成导电沟道，因此会导致阈值电压的变化。

（4）制造工艺中的应力

制造过程中的机械或热应力可能会影响晶体管的晶格结构和材料特性，进而改变阈值电压。例如，沟道区的应变可能会改变载流子的有效质量和迁移率，从而影响阈值电压。

二、MOSFET雪崩失效解读

在雪崩击穿期间，不仅会发生由雪崩电流导致寄生双极晶体管误导通而造成的短路和损坏，还会发生由传导损耗带来的热量造成的损坏。 如前所述，当MOSFET处于击穿状态时会流过雪崩电流。 在这种状态下，BVDSS被施加到MOSFET并且流过雪崩电流，它们的乘积成为功率损耗。 这种功率损耗称为“雪崩能量EAS”。 雪崩测试电路及其测试结果的波形如下图所示。 此外，雪崩能量可以通过公式（1）来表示。

雪崩测试的电路简图

雪崩测试中MOSFET的电压和电流波形

雪崩能量公式

一般情况下，有抗雪崩保证的MOSFET，在其规格书中会规定IAS和EAS的绝对最大额定值，因此可以通过规格书来了解详细的值。 在有雪崩电流流动的工作环境中，需要把握IAS和EAS的实际值，并在绝对最大额定值范围内使用。

引发雪崩击穿的例子包括反激式转换器中的MOSFET关断时的反激电压和寄生电感引起的浪涌电压等。 针对反激电压引起的雪崩击穿，对策包括在设计电路时采用降低反激电压的设计或使用具有更高耐压性能的MOSFET。 而针对寄生电感引起的雪崩击穿，改用引脚更短的封装的MOSFET或改善电路板布局以降低寄生电感等都是比较有效的措施。

最后，小编诚心感谢大家的阅读。你们的每一次阅读，对小编来说都是莫大的鼓励和鼓舞。希望大家对MOSFET已经具备了初步的认识，最后的最后，祝大家有个精彩的一天。