功率MOSFET抗SEB能力的二维数值模拟
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2．2 MOSFET抗SEB能力优化仿真的物理模型
SEB的物理机制和实验结果都表明，功率MOSFET的SEB效应与其寄生晶体管VQ1的导通以及随后器件的二次击穿特性有重要关系，而与入射粒子的种类和剂量无直接关系，重离子的辐射只是一种触发机制。因此，在SEB模型的建立中，可以将入射粒子的影响近似为它所引发的等离子体丝流在源极PN结上的偏压。文献通过将背栅短路的p源极和n源极分开，串联不同的接触电阻(Rp和Rn)来表征这种思想，如图2所示，并经实验研究和仿真验证了该方案的可行性。同时指出，器件的抗SEB能力直接由器件的二次击穿特性决定。二次击穿的电流和电压越高，器件抗SEB能力越好。在此借鉴这种思想，通过器件仿真，明确缓冲层在抗SEB效应中的作用，给出一种三缓冲层的优化结构。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/177788.htm
器件仿真中采用了浓度温度相关载流子迁移率模型、SRH复合模型、Auger复合模型以及碰撞离化和禁带变窄模型，暂未考虑热效应。为了更接近实际情况，采用IR 600VN的结构，分别取接触电阻Rp=2．5kΩ，Rn=250Ω。
3 缓冲层提高抗SEB能力的作用
3．1 无缓冲层
首先对普通无缓冲层MOSFET进行了器件仿真，仿真结果如图3所示，由图可见，器件的静态I-V特性存在3个拐点。
(1)A点对应正常PN结击穿，此时漂移区完全耗尽，空间电荷区载流子浓度近似为本征激发浓度，p-body／n-drift界面处电场最大，达到临界击穿值，如图3b，c所示；
(2)随着漏电流Id的增加，漂移区载流子浓度增加，n-drift／n+-sub高低结附近出现电子积累，该处电场增强，直到电子和空穴的浓度达到背景掺杂浓度，此时漂移区承受的电压达到最高，为B点。Id继续增大，漂移区载流子浓度继续增高，“耗尽层”收缩，电子积累层展宽，漂移区电场降低，器件承受的电压下降，出现“负阻区”。B点电流为负阻转折临界电流IB，该电流越大，进入二次击穿需要的临界辐照强度越高，器件抗SEB能力越强。IB是表征器件抗SEB能力的一个重要标志；
(3)当Id增加到一定程度，n-drift／n+-sub高低结附近电场达到临界击穿电场，发生二次击穿，这就是C点。若C点电压Uc高于器件反向阻断时的工作电压，则器件受辐照后不会诱发二次击穿。因此Uc的高低，也是表征器件抗SEB能力的物理量，Uc越高，器件抗SEB能力越强。改善器件抗辐照能力，就是通过提高IB和Uc来实现。
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