Risultati degli irraggiamenti con neutroni

e protoniAnnunziata Sanseverino

Università degli Studi di Cassino e del Lazio Meridionale

Irraggiamento con neutroni

L’irraggiamento dei dispositivi è stato effettuato utilizzando il reattore Tapiro presso ENEA Casaccia.

Dispositivi in Silicio: 72 Mosfet

Dispositivi SiC:12 Mosfet12 Jfet

Dosi

Tempo di irraggiamento:4 ore (K) 27 ore (N-K)31 ore (N)

Neutroni

6 schede contenenti ciascuna9 dispositivi

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.

Fluenza 1MeV eq. su Si

Per ciascuna tipologia di MOSFET sono state condotte prove a 4 diverse dosi irraggiando 3 campioni per ogni dose.

Mosfet in Si

MOSFET da 30V:

LR2703 (IR)

LR7843 (IR)

STP80N03L (STMicroelectronics)

STP22N (STMicroelectronics)

MOSFET da 200V:

IRFB31N20 (IR)

IRF630 (STMicroelectronics)

Misure effettuate

Caratteristica Id-Vgs

Caratteristica inversa

Caratteristica ON

Leakage di gate

Tensione di soglia (ID=250uA)

Tensione di breakdown(ID=10uA)

Ron

Misure condotte su dispositivi:Pre irraggiamentoPre annealingPost annealing

Oltre 1000 forme d’onda

Elaborazione dei dati

0 5 10 15 20 25 3010

-10

10-9

10-8

10-7

10-6

10-5

Si sono calcolati i parametri di interesse e rappresentati in funzione della dose di radiazione assorbita

0 1 2 3 4 5 6

x 1012

25.3

25.4

25.5

25.6

25.7

25.8

25.9

26

+

LR2703 IR 30V

LR7843 IR 30V

STP80N03L ST 30V

STP22N ST30V

IRFB31N20 IR 200V

IRF630 ST 200V

Dispositivi SiC

Jfet SJEP120R100 SEMISOUTH 1200V

Mosfet CMF10120D CREE 1200V

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

12 dispositivi

12 dispositivi

Misure effettuate

JFET

Caratteristica ON

Caratteristica Diodo Diretta

Caratteristica Diodo Inversa

Caratteristica Diodo per Vgs=0

MOSFET

Caratteristica ON

Leakage di gate

Caratteristica Id-Vgs

JFET

Pre irraggiamento

Post

MOSFET

Pre irraggiamento

Post

Risultati dell’ irraggiamento con protoni

Dispositivi testati

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.

Risultati

IRF630

IRFB31N20

VGS = -2V

VGS = -2V

Grazie per l’attenzione