研究目的
提出并模拟一种新型深P环沟槽终端设计,在高压功率器件中既能减小硅面积、免除额外掩模需求,又可通过降低电场峰值来提升可靠性。
研究成果
深P环沟槽终端设计相比传统方法,使1.2kV器件终端面积减少30%,无需额外掩模,并通过降低电场峰值和热载流子注入来提升可靠性。该方案兼具成本效益与工艺友好性,无需新增技术难点或材料,是沟槽MOSFET和IGBT的理想解决方案。
研究不足
该研究基于模拟而缺乏实验验证;可能未涵盖所有实际制造挑战或变量。优化仅针对1.2千伏器件,对其他电压等级的适用性未作探讨??衫┱剐跃窒藁蛴胂钟兄圃旃ひ盏募嫒菪晕侍馕从杷得?。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用Synopsys Sentaurus TCAD进行大量仿真,对深p环沟槽终端设计进行建模与优化,并与传统p+环及深介质终端进行对比。设计原理基于通过离子注入在沟槽底部形成p环以实现电荷补偿并降低电场峰值。
2:样本选择与数据来源:
针对1.2kV额定半导体器件开展仿真,结构定义基于有源区与终端区的工艺仿真。数据源自TCAD仿真而非实物样本。
3:2kV额定半导体器件开展仿真,结构定义基于有源区与终端区的工艺仿真。数据源自TCAD仿真而非实物样本。
实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:使用Synopsys Sentaurus TCAD软件进行工艺与器件仿真。因研究基于仿真,未指定实体设备或材料。
4:实验流程与操作步骤:
工艺仿真定义了沟槽刻蚀、硼离子注入及扩散等形成p环的步骤。器件仿真优化终端布局(包括环间距),并评估电场分布、击穿电压及静电势。
5:数据分析方法:
通过仿真输出结果,对比不同终端设计间的电场峰值、击穿电压曲线及静电势分布。
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