Limitation fondamentale dans les transistors MOS de puissance ; le compromis entre la résistance à l'état passant RON et la tension de claquage VDBR

2014 The theoretical limitations of the product 2014 ON Resistance-Breakdown voltage 2014 are determined for the power MOST family. In the low voltage case (VDBR 200 V) this product is proportionnal to the channel length and to the distance between the elementary source cells. It is independent of the breakdown voltage value. In the high voltage case, this product is proportionnal to V-2.5DBR and is not affected by the geometry of the device. The state of the art for D. and V. MOS, is one third of the theoretical limits. Revue Phys. Appl. 16 (1981) 509-515 SEPTEMBRE 1981, PAGE Classification Physics Abstracts 65.00 72.80 Introduction. = Depuis 1968, de nombreux prototypes de transistors MOS dits de puissance ont été réalisés sous la forme de structures coplanaires à canal horizontal (D. MOS) ou de structures non coplanaires à canal horizontal (D. MOS) ou vertical (V. MOS, U. MOS), ces transistors à canal court présentent tous une structure multicouche : source N +, zone de canal P, zone dite de drif t N et drain N +. Par ailleurs la configuration géométrique des petites cellules constitutives des transistors MOS élémentaires, qui sont mises en parallèle pour réaliser le transistor de puissance, diffère suivant le réalisateur du transistor ; elle peut être hexagonale (HEXFET [1]), carrée (T. MOS [2], SIP MOS [3]), rectangulaire ou linéaire (EPIFET [4], V. MOS [5], U. MOS [6]). Enfin les profils de dopage entre source et drain varient d’une structure à l’autre sans que les motivations liées à ces différences soient clairement exprimées. En fait en se rappelant qu’un composant de puissance doit être à la fois capable de supporter des tensions élevées dans l’état bloqué, et de présenter une faible chute de tension à ses bornes lorsqu’il transite des courants importants dans l’état passant, le critère de qualité le plus important, élément majeur de comparaison entre les divers composants de puissance, est la caractéristique tension de claquage VDBR, résistance dans l’état passant RON. Dans cet article, nous nous proposons de définir la caractéristique limite RON(VDBR) pour les transistors MOS de puissance. Pour ce faire, dans un premier temps, nous analyserons les effets de la contribution du canal du transistor et celle de la zone de drift N à la valeur de la résistance RON puis calculerons la caractéristique R-1ON par unité de surface de silicium en fonction de la tension de cla-