Dispositivi in carburo di Silicio: Applicazioni in ambienti rad-hard

Report
Risultati degli
irraggiamenti con
neutroni e protoni
Annunziata Sanseverino
Università degli Studi di Cassino e del Lazio Meridionale
L’irraggiamento dei dispositivi è stato effettuato utilizzando il
reattore Tapiro presso ENEA Casaccia.
Dispositivi in Silicio:
72 Mosfet
Dispositivi SiC:
12 Mosfet
12 Jfet
Irraggiamento con neutroni
Neutroni
Fluenza 1MeV
eq. su Si
Il valore della dose è legato alla
posizione della scheda all’interno del
reattore ed al tempo di permanenza
del campione all’interno dello stesso.
Tempo di irraggiamento:
4 ore (K)
27 ore (N-K)
31 ore (N)
Per ciascuna tipologia di MOSFET sono
state condotte prove a 4 diverse dosi
irraggiando 3 campioni per ogni dose.
6 schede contenenti ciascuna
9 dispositivi
Dosi
MOSFET da 30V:
MOSFET da 200V:
LR2703 (IR)
LR7843 (IR)
IRFB31N20 (IR)
IRF630 (STMicroelectronics)
STP80N03L (STMicroelectronics)
STP22N (STMicroelectronics)
Mosfet in Si

Caratteristica Id-Vgs

Caratteristica inversa
Tensione di soglia
(ID=250uA)

Caratteristica ON
Tensione di breakdown
(ID=10uA)

Leakage di gate
Ron
Misure condotte su dispositivi:
Pre irraggiamento
Pre annealing
Post annealing
Misure effettuate
Oltre 1000 forme
d’onda
+
-5
10
Si sono calcolati i
parametri di interesse
e rappresentati in
funzione della dose di
radiazione assorbita
-6
10
-7
10
-8
10
-9
10
25.9
25.8
25.7
25.6
25.5
25.4
25.3
-10
10
26
0
5
10
15
20
25
30
0
1
2
3
4
5
6
12
x 10
Elaborazione dei dati
LR2703 IR 30V
LR7843 IR 30V
STP80N03L ST 30V
STP22N ST30V
IRFB31N20 IR 200V
IRF630 ST 200V
Mosfet CMF10120D
Jfet SJEP120R100
CREE 1200V
12 dispositivi
SEMISOUTH 1200V
12 dispositivi
DOSE 1: 3.95 1011 n/cm2
DOSE 2: 5.17 1011 n/cm2
DOSE 3: 6.77 1011 n/cm2
DOSE 4: 2.67 1012 n/cm2
Dispositivi SiC
MOSFET
JFET

Caratteristica ON

Caratteristica ON

Caratteristica Diodo Diretta

Leakage di gate

Caratteristica Diodo Inversa

Caratteristica Id-Vgs

Caratteristica Diodo per
Vgs=0
Misure effettuate
Pre irraggiamento
Post
JFET
Pre irraggiamento
Post
MOSFET
Risultati dell’
irraggiamento con protoni
MOSFET Si
17 campioni IRF630 200V
(STMicroelctronics)
4 campioni IRFB31N20 200V (IR)
Condizioni test:
Vgs=-2V Vds=180V – 190V – 200V
In queste condizioni i dispositivi sono
stati esposti al fascio fino al
verificarsi della rottura.
Dispositivi testati
IRF630
VGS = -2V
IRFB31N20
VGS
Risultati
= -2V
Grazie per l’attenzione

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