高壓功率器件結終端技術分析與新結構研究.pdf

1、高壓功率器件是電力電子技術的基礎與核心，其具有高耐壓、導通電流密度大的特點，提高功率器件的耐壓能力是器件設計中最重要的任務之一。而結終端的設計對高壓功率器件的性能影響很大，因此，本文主要對結終端進行研究并得出了一些相關結論，主要研究內容和結論包括以下幾個方面：
　　1、本文介紹了結終端技術是什么，國內外研究的現狀，影響器件擊穿電壓的三個因素，四種（包括場限環(huán)技術、場板技術、結終端擴展技術、磨角終端技術）典型的結終端技術理論，最后還

2、分析了終端結構對器件影響。
　　2、進行了結終端的結構比較研究和芯片的逆向模擬。首先研究了延伸型終端和截斷型終端，對比研究發(fā)現前者占用終端面積大但工藝相對簡單，后者占用終端面積更小但工藝相對復雜。其次結合項目需求，根據富士某芯片的SEM測試結果圖采用Sentaurus TCAD軟件逆向模擬并分析其終端結構。SEM結果顯示該終端采用了常見的場限環(huán)加場板形式，但模擬結果表明，僅需場限環(huán)結構就可以達到所需的耐壓。最后對公司自己研發(fā)失敗的

3、某芯片進行逆向模擬，根據公司實驗結果提供的數據利用軟件進行模擬仿真，分析逆向模擬結果得出流片失敗的原因主要是推結太深，環(huán)間距設計不足。通過優(yōu)化環(huán)間距后，模擬結果達到了預期的理想值。
　　3、研究了一種新型的溝槽終端結構，該溝槽終端帶有P-埋層且溝槽由不同的K材料填充，模擬結果表明高K材料適合填充淺寬溝槽而低K材料適合填充深窄溝槽，在淺寬溝槽或深窄溝槽中引入P-埋層都會使耐壓有所提升。
　　4、首先完成了對芯片的腐蝕，為芯片的

4、版圖觀察和后期SEM測試做好準備，然后協(xié)助總結了一套失效分析的流程，最后總結本文的主要工作情況并對后續(xù)工作提出建議。
　　以上工作基本覆蓋了芯片結終端設計的全部流程。主要工作是對芯片進行逆向模擬并提出了新型溝槽終端結構，在下一步研究中將把逆向模擬優(yōu)化的結構用于FS-IGBT中，與元胞實現良好兼容。該結終端具有普適性，不僅適合于IGBT，同樣適合于其他的半導體功率器件。希望本文的研究對后續(xù)的設計和制造提供依據，為以后結終端的設計提供