摘要：為了分析碳化硅和硅兩種材料的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的短路失效機(jī)理,利用半導(dǎo)體器件模擬軟件建立了能夠反映碳化硅場(chǎng)效應(yīng)晶體管和硅場(chǎng)效應(yīng)晶體管短路失效的數(shù)值模型。模型引入了自熱效應(yīng)模擬高電應(yīng)力下晶體管內(nèi)部溫度變化及熱傳遞過(guò)程,引入了福勒-諾德海姆(Fowler-Nordheim)隧穿和蒲爾-弗朗克(Poole-Frenkel)發(fā)射模擬氧化層的泄漏電流;短路實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所建立的數(shù)值模型的準(zhǔn)確性。通過(guò)對(duì)比兩種晶體管數(shù)值模型在相同的短路條件下柵極驅(qū)動(dòng)電壓的變化、晶體管內(nèi)電流線和溫度的分布,結(jié)果表明,碳化硅場(chǎng)效應(yīng)晶體管的短路失效主要是晶體管內(nèi)的溫度傳遞到表面引起金屬電極的熔化以及柵極氧化層的嚴(yán)重退化,而硅場(chǎng)效應(yīng)晶體管的短路失效是由于寄生雙極型晶體管的導(dǎo)通導(dǎo)致其體內(nèi)泄漏電流不可控而引起的災(zāi)難性的破壞。