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T/CASAS 037-2024 碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC MOSFET）栅极电荷测试方法

T/CASAS 037-2024 碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC MOSFET）栅极电荷测试方法

T/CASAS 037-2024

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  • 标准名称：碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiC MOSFET）栅极电荷测试方法
  • 标准号：T/CASAS 037-2024
    中国标准分类号：/C397
  • 发布日期：2024-11-19
    国际标准分类号：31.080.01
  • 实施日期：2024-11-19
    团体名称：北京第三代半导体产业技术创新战略联盟
  • 标准分类：电子学C 制造业

内容简介

碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiCMOSFET）具有阻断电压高、工作频率高、耐高温能力强、导通电阻低和开关损耗小等特点，广泛应用于高频、高压功率系统中
随着电力电子技术的不断发展，越来越多的领域如新能源汽车、航天、航空、石油勘探、核能、通信等，迫切需要能够在高温、高频等极端环境下工作的电子器件
栅极电荷"Q"_"G"是评价器件特性的关键参数，特别是对于开关和驱动器损耗估计，准确测试提取器件"Q"_"GS"，阈值栅源电荷"Q"_"GS,th"，栅漏电荷"Q"_"GD"以及完整开关过程所需的栅极总电荷"Q"_"G,TOT"，对器件性能评估以及外围电路设计具有重要意义
SiC功率MOSFET的栅极电荷特性与传统的硅功率MOSFET不同
最明显的一点是没有真正的米勒平台
SiCMOSFET通常为短沟道，实际在DIBL（漏致势垒降低）效应作用下测试得到的米勒平台倾斜，导致现有的栅极电荷提取方法难以有效提取该器件的栅漏电荷"Q"_"GD"
此外，由于SiCMOSFET在工况下大多采用负压关断，并且存在栅氧界面态问题，因此会观察到明显的阈值漂移
这一问题引起了开启和关断过程中栅极电荷曲线的回滞现象
因此，有必要明确"Q"_"G"测量和提取过程的关断栅极电压，并区分器件开启过程和关断过程中测试得到的栅极电荷
本文件提供了"Q"_"GS,th"、"Q"_"GS"、"Q"_"GD"和"Q"_"G,TOT"等开关过程中不同阶段栅极电荷定义，并给出了适用于SiCMOSFET器件的栅极电荷测试及数据处理方法
本文件描述了碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiCMOSFET）的栅极电荷测试方法，包括：测试原理、测试电路、测试条件以及数据处理方法。本文件仅适用于增强型N沟道垂直SiCMOSFET器件特性表征及可靠性测试等工作场景，可用于以下测试目标器件：a）　增强型N沟道垂直SiCMOSFET分立器件晶圆级及封装级产品；b）　含增强型N沟道垂直SiCMOSFET器件的功率模块。

起草单位

东南大学、工业和信息化部电子第五研究所、忱芯科技（上海）有限公司、北京华峰测控技术股份有限公司、清纯半导体（宁波）有限公司、浙江大学、西安交通大学、智新半导体有限公司、苏州汇川联合动力系统股份有限公司、是德科技（中国）有限公司、芯联集成电路制造股份有限公司、中国第一汽车集团有限公司、杭州芯迈半导体技术有限公司、中国电力科学研究院有限公司、东风汽车集团有限公司、湖北九峰山实验室、深圳平湖实验室、江苏第三代半导体研究院有限公司、厦门华联半导体科技有限公司、广东省东莞市质量监督检测中心、北京第三代半导体产业技术创新战略联盟。

起草人

魏家行、曹钧厚、刘斯扬、孙伟锋、陈媛、毛赛君、刘惠鹏、孙博韬、王珩宇、王来利、王民、张太之、孙承志、丛茂杰、宋鑫宇、宋瑞超、孙钦华、刘海军、张雷、李钾、麦志洪、王晓萍、周紫薇、李梦亚、段果、李本亮、高伟。

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