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Dispositivi di potenza integrati

Sviluppo di modelli e caratterizzazione del degrado dovuto allo stress elettrico in dispositivi MOSFET Smart Power

Uno degli aspetti chiave nella progettazione dei dispositivi di potenza per nodi tecnologici di futura generazione è la loro affidabilità. Per questo motivo le prestazioni del dispositivo devono sempre essere ottimizzate considerando anche i problemi dati dall’intrappolamento di carica nell’ossido (stress da portatori caldi) e dagli effetti di auto-riscaldamento (degrado termico). Tali aspetti saranno affrontati nell’ambito del progetto proposto sviluppando nuovi modelli fisici dei meccanismi di generazione delle trappole all’interfaccia.

 

Effetti del package su dispositivi a semiconduttore per applicazioni ad alte tensioni

L’attuale evoluzione verso una integrazione di dispositivi ad alta tensione con dispositivi a bassa tensione nello stesso package per realizzare sistemi di potenza compatti ed aumentare la frequenza spinge verso nuove configurazioni (ad esempio, stacked dies) per i quali non esistono ancora studi accurati di affidabilità. In questo progetto verranno studiati gli effetti di accumulo di carica e di polarizzazione dei composti plastici utilizzati nell’incapsulamento. Il risultato principale di questa attività sarà una panoramica degli effetti di accoppiamento tra package e dispositivo ad alta tensione al variare di materiali con diverse proprietà, tecnologia del dispositivo ed architettura del package.

 

Studio dell’affidabilità e dei meccanismi fisici di rottura di transistori HFET per alte tensioni in GaN/AlGaN con substrato di silicio.

Il progetto è focalizzato sullo studio dell’affidabilità di transistori GaN-HFET realizzati su substrato di silicio per applicazioni nell’ambito della conversione di potenza in sostituzione dei MOSFET di silicio. Verranno sviluppati modelli fisici per la simulazione TCAD di dispositivi con eterostrutture di GaN/AlGaN su substrato di silicio considerando gli effetti della geometria e dello stack dei materiali. L’obiettivo principale di questa attività sarà quello di determinare e confrontare la stabilità delle prestazioni e l’affidabilità dei dispositivi GaN-HFET al variare della geometria, dello stack di materiali, delle diverse configurazioni di trappole alle varie interfacce e di temperatura.