MOSFET的栅极失效分析

fgjhtjbfem · 发表于 2021-10-13 10:59

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摘要：随着MOSFET器件尺寸的减小和栅氧化层厚度的减薄，栅极失效变得愈发显著，对MOS器件和电路可靠性的影响也愈发严重，成为限制器件及电路寿命的主要因素之一。本文从MOSFET的设计、封装、实际应用三方面来阐述MOSFET栅极失效的原因，同时提供几点解决方法。

关键词：MOSFET；栅极失效；封装

1.引言

MOSFET即金属-氧化物-半导体场效应晶体管，是一种用途广泛的电子器件。MOSFET作为电压控制型器件，具有栅极输入阻抗高，驱动功率小，电流关断能力强，开关速度快，开关损耗小等优点，在功率电源、家用电器、无间断电源（UPS）和自动系统等方面应用广泛。

然而，MOSFET的栅氧在工艺设计中，会受到漏电流、导通电阻、功率损耗等参数的限制，导致MOSFET栅氧固有的脆弱性；此外，在封装制造过程中受到静电、应力、环境等因素的影响，也会对栅氧造成损坏，导致栅极失效，必须采取相应的制造控制措施，才能有效控制不良率，提升封装成品率。

2.MOSFET的栅氧层的限定

栅极控制器件电流的开通和关断，多数用多晶硅材料制作而成，栅极下面就是栅氧化层，一般是SIO2，作为MOS的绝缘栅介质。栅氧层厚度tox

附件：

MOSFET的栅极失效分析.zip (29.39 KB, 下载次数: 4)

行者～ABC · 发表于 2021-10-13 11:32

MOSFET工作需要栅极驱动电压，一方面人为误操作给栅极加大电压超过栅极限定的电压范围，导致栅氧击穿，栅极失效；另一方面静电击穿导致栅极失效，MOS管本身的输入电阻很高，而栅-源极间电容又非常小，所以极易受外界电磁场或静电的感应而带电，而少量电荷就可在极间电容上形成相当高的电压（U=Q/C），将管子损坏，比如在MOSFET焊接电路版过程中发生的静电击穿，这方面要使用防静电烙铁进行焊接，操作过程避免身体直接接触管脚；此外，MOSFET栅极驱动电路震荡造成电压尖峰等，造成器件失效，可以适当的增大栅极电阻减小震荡。