Propriétés statiques et dynamiques du transistor MOS de puissance à tranchées (UMOS) “basse-tension”

F. Morancho; P. Rossel; H. Tranduc

doi:doi:10.1051/jp3:1996124

Numéro		J. Phys. III France Volume 6, Numéro 2, February 1996


Page(s)		301 - 322
DOI		https://doi.org/10.1051/jp3:1996124

DOI: 10.1051/jp3:1996124
J. Phys. III France 6 (1996) 301-322

Propriétés statiques et dynamiques du transistor MOS de puissance à tranchées (UMOS) "basse-tension"

F. Morancho, P. Rossel and H. Tranduc

Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes du CNRS, 7 Avenue du Colonel Roche, 31077 Toulouse Cedex, France

(Reçu le 18 juillet 1995, accepté le 3 novembre 1995)

Abstract
In this paper, a contribution to the study of the performance of the trench power MOSFET's in the low voltage range ( < 100 V) devices is done. A model for the power UMOSFET is presented, based on physical phenomena and electrical properties of the structure. This model is further simplified and embedded in the software SPICE. The comparison of simulated and experimental static and dynamic characteristics allows validation of our approach. We then compare UMOS and VDMOS performance in the same breakdown voltage range: we confirm that the static performances of the UMOS are better than those of the VDMOS. From a dynamic point of view (resistive switching in our case), UMOS offers a smaller chip area than VDMOS for the same losses.

Résumé
Dans cet article, on apporte une contribution à l'analyse des performances des composants de puissance MOS à tranchées, UMOS, fonctionnant en basse tension ( < 100 volts). Un modèle de ce type de composant est établi à partir des phénomènes physiques et des propriétés électriques de la structure. Ce modèle est ensuite simplifié et implanté dans le logiciel circuit SPICE. Des validations en régimes statique et de commutation sont effectuées. Nous comparons le facteur de mérite "Résistance à l'état passant $\times$ Surface active de la puce/Tension de claquage" ( $R_{\rm ON}S/V_{\rm DBR}$ ) du UMOS à celui du composant plus ancien : le VDMOS. Il est montré que les performances statiques du UMOS sont meilleures que celles du VDMOS. D'un point de vue dynamique (commutation résistive dans notre cas), et à pertes égales, il est aussi démontré que le UMOS occupe une surface de silicium moins importante que le VDMOS.