In dieser Arbeit wird der physikalische Aufbau, das elektrische Verhalten, die Modellierung und die meßtechnische Charakterisierung eines DMOS beschrieben. Die elektrischen Eigenschaften werden bezüglich des statischen und dynamischen Verhaltens im Zusammenhang mit den dabei intern vorherrschenden Zuständen analysiert. Dazu wird eine Einzelzelle mit dem Device-Simulator Medici und ein verteiltes System von vielen Zellen mit eigenen C-Programmen sowie der Methode der finiten Differenzen untersucht. Das dynamische Verhalten des DMOS wird mathematisch beschrieben. Dabei wird deutlich, daß ein präzises, statisches Modell die Voraussetzung für ein dynamisches Modell ist, weil das mittlere Oberflächenpotential im Epi-Gebiet einen erheblichen Einfluß auf das dynamische Verhalten hat. Für die einzelnen Konstruktionselemente des DMOS werden Modelle für die Schaltungssimulation entwickelt, in gnuplot realisiert und mit den Ergebnissen aus der vorangegangenen Untersuchung verglichen. Zusätzlich werden Zahlenbeispiele für ein reales Bauelement angegeben. Ein Vergleich ergibt, daß eine Modellierung des Dotierungsgradienten im internen, lateralen MOS-FET nicht notwendig ist. Das dynamische Verhalten des DMOS stellt sich als im wesentlichen abhängig von den parasitären Induktivitäten im Lastkreis, dem verteilten RC-System der Poly-Gate-Schicht und dem mittleren Oberflächenpotential im Epi-Gebiet heraus. Das in dieser Arbeit entwickelte Modell des Gate-Widerstandes wird an der gemessenen Übertragungskennlinie der Poly-Gate-Schicht evaluiert. Die gute Übereinstimmung ist nicht zuletzt auf die Linearität des modellierten RC-Systems zurückzuführen. Die Modellteile sind in einem Gesamtmodell für den Schaltungssimulator Saber zusammengefaßt. Wie sich zeigt, ist die Beschreibung der zweidimensionalen Verhältnisse an der n- Epi-Oberfläche die größte und hier noch verbliebene Herausforderung der Modellierung. Ein reales Bauelement wird mit konventionellen Methoden meßtechnisch untersucht. Die dabei gewonnenen Kennlinien belegen, daß das dynamische Verhalten des niederohmigen DMOS bislang nur grob und nur für wenige Spezialfälle mit der Gate-Ladekurve charakterisiert werden kann. Deshalb wird eine neuartige Meßmethode vorgestellt, die erstmals die Kapazitätskennlinien auch im Bereich über der Einsatzspannung erfassen kann. Die Funktion und Kalibrierung der Meßschaltung, der Aufbau des Regelkreises und die numerische Meßdatenaufbereitung werden ausführlich beschrieben. Letztere basiert auf einer neuen Interpolationsmethode. Schließlich wird eine Rechenvorschrift hergeleitet, welche es erlaubt, aus den Meßdaten das mittlere Oberflächenpotential im Epi-Gebiet zu ermitteln. Dieses mittlere Oberflächenpotential erlaubt eine getrennte Betrachtung des Verhaltens der Elektronenschicht an der Halbleiteroberfläche (interner, lateraler MOS-FET und Akkumulationsregion) und des Epi-Gebietes. Die Parametrierung von Modellen wird dadurch robuster.    «

In dieser Arbeit wird der physikalische Aufbau, das elektrische Verhalten, die Modellierung und die meßtechnische Charakterisierung eines DMOS beschrieben. Die elektrischen Eigenschaften werden bezüglich des statischen und dynamischen Verhaltens im Zusammenhang mit den dabei intern vorherrschenden Zuständen analysiert. Dazu wird eine Einzelzelle mit dem Device-Simulator Medici und ein verteiltes System von vielen Zellen mit eigenen C-Programmen sowie der Methode der finiten Differenzen untersuch...    »