关于功率半导体器件中场限环的研究.pdf

简介：
本文档深入探讨了功率半导体器件中场限环现象的机理和特性，并分析其对器件性能的影响，为优化设计提供理论依据。 本段落主要探讨了功率半导体器件中的场限环（Field Limiting Ring, FLR）结构理论及其相关研究。FLR是一种用于增强功率半导体器件阻断能力的常见设计方式，研究人员通过深入分析其理论基础，总结出影响击穿电压的关键因素，并详细讨论在给定击穿电压条件下场限环电场分布及峰值电场表达式。 此外，本研究还提出了确定FLR数量的方法，包括圆柱坐标对称解和MEDICI半导体器件模拟工具的应用。研究表明表面电荷对于带FLR的功率半导体器件击穿电压以及优化环间距具有显著影响。因此，研究人员进行了大量分析与模拟工作，探讨了FLR结构在实际应用中的效果，并为设计更优的FLR提出了一系列建议。 鉴于功率半导体器件在电力电子领域的广泛应用及其重要性，对FLR结构进行理论研究和实践探索不仅具备重要的学术价值也具有广泛的实用意义。随着技术进步，高压功率半导体器件的应用范围日益扩大至汽车、消费电子产品、开关电源及工业控制等多个领域。然而，在现代半导体制造工艺中采用平面型终端设计导致结深较浅且边缘弯曲的问题使得耐压性能下降，并影响到安全工作区的大小和设备稳定性。 因此，增强功率半导体器件的阻断能力成为当前研究的重点之一。本段落通过对FLR结构理论的研究及应用探讨了这一问题的有效解决方案。希望本项研究成果能够推动该领域的发展并提升其可靠性和效能。 总体而言，本研究的主要贡献包括：（1）对FLR结构理论进行了详尽分析，并总结出影响击穿电压的关键因素；（2）提出了确定场限环数量的多种方法；（3）深入探讨了表面电荷对于带FLR器件性能的影响以及如何优化环间距；（4）讨论并提出了一些设计和应用FLR结构的具体建议。研究结果与现有文献中的数值模拟数据一致，为后续的设计工作提供了宝贵的指导信息。