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学者姓名：冯士维
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摘要 ：
In this work, the variations of the electrical properties and trapping effects of p-GaN gate high-electron-mobility transistors (HEMTs) under 1-MeV electron irradiation were investigated systematically. When the irradiation fluence was increased, the drain-source current and the gate leakage current also uprose, but the threshold voltage shifted toward the negative direction. Specifically, after final irradiation, traps in these devices were identified via the current-transient method, and alteration of the trapping effects near the drain and gate could be observed, respectively, by applying different filling voltages. According to the time constant spectra (TCS) and differential amplitude spectra (DAS), six types of detrapping behaviors could be identified. When compared with the results during the pristine stage, the absolute amplitudes of the traps changed after irradiation, which indicated trap densities decreased near the drain and those increased near the gate. The observed changes in the trapping behaviors are consistent with the changes in the electrical properties. To identify the activation energies and locations of traps, the current-transient response was measured at various temperatures before and after electron irradiation. The possible reason for the increased activation energies is that electron irradiation turned the Ga vacancies that decorated the dislocations into pure dislocations and increased the barrier height.
关键词 ：
Logic gates Logic gates Electron traps Electron traps HEMTs HEMTs Current-transient method Current-transient method Radiation effects Radiation effects traps traps Electrons Electrons Wide band gap semiconductors Wide band gap semiconductors electron irradiation electron irradiation p-GaN gate high-electron-mobility transistor (HEMT) p-GaN gate high-electron-mobility transistor (HEMT) MODFETs MODFETs
引用：
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| GB/T 7714 | Feng, Zixuan , Feng, Shiwei , Pan, Shijie et al. Investigation of Electrical Characteristics and Trapping Effects in p-GaN Gate HEMTs Under Electron Irradiation [J]. | IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES , 2024 , 71 (8) : 4543-4548 . |
| MLA | Feng, Zixuan et al. "Investigation of Electrical Characteristics and Trapping Effects in p-GaN Gate HEMTs Under Electron Irradiation" . | IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES 71 . 8 (2024) : 4543-4548 . |
| APA | Feng, Zixuan , Feng, Shiwei , Pan, Shijie , Li, Xuan , You, Binyu , Zhang, Boyang et al. Investigation of Electrical Characteristics and Trapping Effects in p-GaN Gate HEMTs Under Electron Irradiation . | IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES , 2024 , 71 (8) , 4543-4548 . |
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摘要 ：
In this article, a new online temperature measurement method for silicon carbide power metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (mosfets) is proposed that uses the linear relationship between the drain-source current (I-ds) and the temperature of power electronic devices. The temperature-sensitive characteristics of the transfer characteristic curve of these mosfets are studied. The results show that, under different applied gate voltages, the effects of temperature on the change in the I-ds are different; under the same gate voltage, the drain-source current of each device maintains a good linear relationship with the temperature, which can be used to perform the accurate junction temperature measurements of power mosfets. Based on this characteristic, by superimposing a pulse on the gate, characterizing the instantaneous current produced by this superimposed pulse, and combining this characteristic with the relationship between the I-ds change and temperature, detection of the device's operating temperature under actual working conditions is realized. Furthermore, a related circuit is designed to reduce the influence of changes in the electrical bias on the system stability during temperature measurements. In addition, the measurement results are verified via infrared thermal imaging, and the results show that the proposed method has good practicability.
关键词 ：
three-phase bridge three-phase bridge silicon carbide (SiC) metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) silicon carbide (SiC) metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) junction temperature junction temperature Drain-source current Drain-source current
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| GB/T 7714 | Meng, Xianwei , Zhang, Meng , Feng, Shiwei et al. Online Temperature Measurement Method for SiC MOSFET Device Based on Gate Pulse [J]. | IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS , 2024 , 39 (4) : 4714-4724 . |
| MLA | Meng, Xianwei et al. "Online Temperature Measurement Method for SiC MOSFET Device Based on Gate Pulse" . | IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS 39 . 4 (2024) : 4714-4724 . |
| APA | Meng, Xianwei , Zhang, Meng , Feng, Shiwei , Tang, Yidan , Zhang, Yamin . Online Temperature Measurement Method for SiC MOSFET Device Based on Gate Pulse . | IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS , 2024 , 39 (4) , 4714-4724 . |
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摘要 ：
本发明公开了一种影响SiCMOSFET阈值电压不稳定的陷阱表征方法，该方法可检测影响SiCMOSFET阈值电压漂移陷阱的时间常数，从而锁定该陷阱。包括：(1)选取测试条件，排除碳化硅材料陷阱的影响，获取IDS随时间的瞬态变化曲线；(2)利用贝叶斯反卷积的方法，分析IDS随时间的瞬态变化曲线，获取不同陷阱的时间常数以及定性代表陷阱量的幅值信息；(3)根据陷阱的时间常数，给定不同脉宽的填充栅压，测试阈值电压漂移，并与陷阱峰幅值变化对应；(4)给定不同间隔时间的选取标准，将阈值电压漂移与陷阱峰幅值变化进行对应，判断不同时间常数的陷阱对阈值电压漂移的影响。利用该方法，实现对影响SiCMOSFET阈值电压漂移的陷阱的无损表征。
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| GB/T 7714 | 郭春生 , 崔绍雄 , 朱慧 et al. 一种影响SiC MOSFET阈值电压不稳定的陷阱表征方法 : CN202310743955.5[P]. | 2023-06-24 . |
| MLA | 郭春生 et al. "一种影响SiC MOSFET阈值电压不稳定的陷阱表征方法" : CN202310743955.5. | 2023-06-24 . |
| APA | 郭春生 , 崔绍雄 , 朱慧 , 张亚民 , 张蒙 , 冯士维 . 一种影响SiC MOSFET阈值电压不稳定的陷阱表征方法 : CN202310743955.5. | 2023-06-24 . |
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摘要 ：
本发明公开了一种半导体器件微区结构损伤无损表征的方法，对待测器件施加一定电学偏置条件，利用测试仪器分别采集被测器件应力作用前后漏电流随时间变化的瞬态曲线，利用贝叶斯迭代的时间常数提取方法从瞬态曲线中提取器件损伤位置的时间常数，结合峰值谱时间常数提取技术将器件损伤位置的时间常数以峰值谱的形式呈现出来，并在此基础上利用幅值谱技术进行谱值化表征，将应力作用下器件内部不可见的微区结构损伤的演化过程转变为可视化的谱线移动，实现器件微区结构损伤的精准定位、损伤程度和演化过程的谱值化量化表征。
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| GB/T 7714 | 张亚民 , 温茜 , 孟宪伟 et al. 一种半导体器件微区结构损伤无损表征的方法 : CN202310163377.8[P]. | 2023-02-24 . |
| MLA | 张亚民 et al. "一种半导体器件微区结构损伤无损表征的方法" : CN202310163377.8. | 2023-02-24 . |
| APA | 张亚民 , 温茜 , 孟宪伟 , 冯士维 , 彭飞 , 杨洁 . 一种半导体器件微区结构损伤无损表征的方法 : CN202310163377.8. | 2023-02-24 . |
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摘要 ：
本发明公开了一种测试功率模块内部芯片有源区温度分布均匀性的无损方法，在不同温度下测试模块温度敏感电学参数，获得模块温度敏感电学参数的校温曲线；利用芯片有源区各温度区间的温度分布规律，结合算法，建立温度分布参数(尺度参数和位置参数)和电流电压关系的四维校温曲线库；通过测试模拟实际工况下升温后模块温度敏感电学参数，与四维校温曲线库比对，实现功率模块内部芯片有源区温度均匀性的无损检测。
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| GB/T 7714 | 郭春生 , 李宇濛 , 赵迪 et al. 一种功率模块内部芯片有源区温度分布均匀性的无损测试方法 : CN202310564357.1[P]. | 2023-05-18 . |
| MLA | 郭春生 et al. "一种功率模块内部芯片有源区温度分布均匀性的无损测试方法" : CN202310564357.1. | 2023-05-18 . |
| APA | 郭春生 , 李宇濛 , 赵迪 , 李嘉芃 , 朱慧 , 张亚民 et al. 一种功率模块内部芯片有源区温度分布均匀性的无损测试方法 : CN202310564357.1. | 2023-05-18 . |
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摘要 ：
一种利用幅值响应表征GaN HEMT器件陷阱位置分布的方法涉及半导体器件可靠性领域。当GaN HEMT器件处于栅源电压和漏源电压偏置下，器件内部陷阱在恒定应力作用下被电子填充。应力结束后在器件漏源两端施加恒定电流，并监测其漏源电压随时间变化情况，即可表征陷阱释放过程。通过对这一陷阱释放过程中的瞬态电压变化进行测量，在时间常数谱的基础上对陷阱相应峰值进行分析处理，即可得到器件内部陷阱的绝对幅值。器件内部不同位置的陷阱填充与电场分布相关，电场强度增大时，同一位置对应陷阱幅值随之增大。本发明通过获取陷阱在不同偏置电压下的精确幅值变化，分析不同电压下电场对于陷阱填充的影响，从而实现对于陷阱位置分布的有效表征。
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| GB/T 7714 | 冯士维 , 潘世杰 , 李轩 et al. 一种利用幅值响应表征GaN HEMT器件陷阱位置分布的方法 : CN202310000309.X[P]. | 2023-01-03 . |
| MLA | 冯士维 et al. "一种利用幅值响应表征GaN HEMT器件陷阱位置分布的方法" : CN202310000309.X. | 2023-01-03 . |
| APA | 冯士维 , 潘世杰 , 李轩 , 冯子璇 , 白昆 , 尤彬宇 . 一种利用幅值响应表征GaN HEMT器件陷阱位置分布的方法 : CN202310000309.X. | 2023-01-03 . |
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摘要 ：
本发明公开了一种采用微秒级瞬态曲线表征GaNHEMT器件陷阱参数的方法，涉及半导体器件可靠性领域。通过电路设计实现对GaNHEMT器件在恒定电学偏置下微秒级瞬态电压曲线的采集，并通过结构函数法进一步分析处理得到相关陷阱信息。所述方法主要包括：将被测器件放置于恒温平台上，并与陷阱测试电路相连接；在陷阱填充过程中通过电路对器件施加偏置电压；在陷阱释放过程中通过快速开关将切换时间缩短至微秒级，同时采集瞬态电压曲线的变化情况并通过软件进行分析处理，得到器件内部陷阱相关信息。本发明通过电路设计将瞬态电压曲线的采集提升至微秒级，可用于不同厂商生产的GaNHEMT器件陷阱测试，具有较好的通用性。
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| GB/T 7714 | 冯士维 , 潘世杰 , 李轩 et al. 一种采用微秒级瞬态曲线表征GaNHEMT器件陷阱参数的方法 : CN202310000307.0[P]. | 2023-01-03 . |
| MLA | 冯士维 et al. "一种采用微秒级瞬态曲线表征GaNHEMT器件陷阱参数的方法" : CN202310000307.0. | 2023-01-03 . |
| APA | 冯士维 , 潘世杰 , 李轩 , 白昆 , 鲁晓庄 . 一种采用微秒级瞬态曲线表征GaNHEMT器件陷阱参数的方法 : CN202310000307.0. | 2023-01-03 . |
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摘要 ：
一种异质半导体器件陷阱参数的精确测量方法涉及半导体器件可靠性领域。传统的利用陷阱释放过程中瞬态漏源电流变化来表征陷阱参数的方法忽视了测试条件引入的陷阱填充对于瞬态电流变化的影响，这部分影响被当作陷阱释放的一部分包含在瞬态曲线中，从而导致对于陷阱填充机理及陷阱幅值的错误分析。本申请针对这一瞬态电流曲线变化的测量误差提出了一种修正方法，在传统的瞬态电流曲线测试之前设计了表征测试条件导致的瞬态电流变化步骤，利用这一表征结果对最终的瞬态曲线变化进行校正。这种方法可以很好地修正测试条件对陷阱释放过程中瞬态电流变化的影响，获取更加准确的瞬态曲线变化，从而正确评估异质半导体器件内部陷阱参数及作用机理。
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| GB/T 7714 | 冯士维 , 潘世杰 , 冯子璇 et al. 一种异质半导体器件陷阱参数的精确测量方法 : CN202310000308.5[P]. | 2023-01-03 . |
| MLA | 冯士维 et al. "一种异质半导体器件陷阱参数的精确测量方法" : CN202310000308.5. | 2023-01-03 . |
| APA | 冯士维 , 潘世杰 , 冯子璇 , 李轩 , 鲁晓庄 , 姚占武 . 一种异质半导体器件陷阱参数的精确测量方法 : CN202310000308.5. | 2023-01-03 . |
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摘要 ：
本发明提供了一种采用探针接触快速测量多路半导体器件的温度系数的方法和装置。本发明将控制模块、激励源模块、测量模块、采集模块、传输模块以及数据处理模块进行了级联调试，设计了对应测试器件的夹具，采用探针法进行测量，完成了高精度的温度系数测量系统的设计与实现。本发明提供的测量方法和装置解决了传统测量只能测量单只器件的问题，同时完成了测量系统的自动化实现，省去了复杂的人工操作，同时提高了测量精度。
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| GB/T 7714 | 冯士维 , 尤彬宇 , 姚占武 et al. 一种采用探针接触快速测量多路半导体器件的温度系数的方法和装置 : CN202310429707.3[P]. | 2023-04-20 . |
| MLA | 冯士维 et al. "一种采用探针接触快速测量多路半导体器件的温度系数的方法和装置" : CN202310429707.3. | 2023-04-20 . |
| APA | 冯士维 , 尤彬宇 , 姚占武 , 鲁晓庄 , 李轩 , 白昆 et al. 一种采用探针接触快速测量多路半导体器件的温度系数的方法和装置 : CN202310429707.3. | 2023-04-20 . |
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摘要 ：
The SiC/SiO2 interface state is one of the main factors that limit the performance and reliability of the SiC metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET). In this article, we use a Bayesian deconvolution algorithm to optimize trap feature extraction based on the transient current method and improve the trap extraction accuracy. Using this method, we study the trap capture mechanism in SiC MOSFETs and mainly characterize the trap position, the trap energy level, and the capture time constant. The results obtained show that there are three different types of traps and defects, two of which are SiC interface traps at the gate-source and gate-drain interfaces, with activation energies of 0.089 and 0.035 eV, respectively, and the third trap type is an oxide trap, and its time constant does not vary with temperature. The characterization results are verified via deep-level transient spectroscopy, and the results show reasonable agreement with those obtained by the method proposed in this article. This method can be combined with electrical stress testing in long-term reliability research to realize nondestructive characterization of the defects of SiC MOSFETs.
关键词 ：
SiC metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) SiC metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) Electron traps Electron traps Bayes methods Bayes methods Charge trapping Charge trapping Logic gates Logic gates Reliability Reliability trench silicon carbide MOSFET trench silicon carbide MOSFET current transient current transient Transient analysis Transient analysis Silicon carbide Silicon carbide Deconvolution Deconvolution reliability reliability
引用：
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| GB/T 7714 | Jiang, Shan , Zhang, Meng , Meng, Xianwei et al. Trap Characterization of Trench-Gate SiC MOSFETs Based on Transient Drain Current [J]. | IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS , 2023 , 38 (5) : 6555-6565 . |
| MLA | Jiang, Shan et al. "Trap Characterization of Trench-Gate SiC MOSFETs Based on Transient Drain Current" . | IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS 38 . 5 (2023) : 6555-6565 . |
| APA | Jiang, Shan , Zhang, Meng , Meng, Xianwei , Zheng, Xiang , Feng, Shiwei , Zhang, Yamin . Trap Characterization of Trench-Gate SiC MOSFETs Based on Transient Drain Current . | IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS , 2023 , 38 (5) , 6555-6565 . |
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