Evaluation des performances du transistor MOS de puissance sur carbure de silicium. Compromis résistance passante, tenue en tension et vitesse de commutation

(Reçu le 28 mars 1994, révisé le 25 avril 1994, accepté le 3 mai 1994)

Abstract
The DC trade-off " ON resistance versus voltage capability " is determined for the SiC multicellular Power MOSFET transistor. First, this limit is analytically calculated for the bulk material. Then, the influence of the size of the MOSFET cell is considered. Under dynamic condition, the switching behaviour is simulated and analysed. We confirm that the DC performances of the SiC device are better than those of Si structures. From a dynamic point of view, a degradation can or not occur depending upon the voltage capability of the considered device. The degradation is due to the drain-gate Miller capacitance increase with the drain doping value.

Résumé
On détermine le compromis statique " résistance passante - tenue en tension " des transistors MOS de puissance multicellulaires sur carbure de silicium. Cette limite est d'abord calculée analytiquement pour le matériau volumique. L'influence de la taille des cellules du transistor MOS est ensuite prise en compte. Au niveau dynamique, la commutation résistive est également simulée. On confirme que les performances statiques de composants SiC sont potentiellement meilleures que celles de leurs homologues Si. D'un point de vue dynamique, on montre que selon la tenue en tension considérée, une dégradation du temps de commutation peut ou non apparaître. Celle-ci est expliquée par l'accroissement de la capacité drain-grille corrélative à l'augmentation de dopage.