场限环电场分布的有限元分析

矩形场限环在器件反偏时的最大电场总是集中于四角，因而求解柱坐标下极角α不变的泊松方程可使场限环三维电场分布的讨论大为简化．在此基础上用有限元法对三场环结构的电场分布进行模拟，并对结构参数进行了优化分析．环电位随外加电压而变化的模拟结果与实验结果相吻合，表明了简化模型和分析方法的正确性和实用性．     

平面结场板结构表面场分布的二维解析

提出了基于二维泊松方程解的平面结场板结构的二维表面电场解析物理模型 .在该模型基础上 ,分析了衬底掺杂浓度、场板厚度和长度对二维表面场分布的影响 .解析预言的场分布与击穿电压的计算结果与先前的数值分析基本符合 .该模型为场板结构的优化设计提供了理论基础     

平面结场板结构表面场分布的二维解析

提出了基于二维泊松方程解的平面结场板结构的二维表面电场解析物理模型.在该模型基础上,分析了衬底掺杂浓度、场板厚度和长度对二维表面场分布的影响.解析预言的场分布与击穿电压的计算结果与先前的数值分析基本符合.该模型为场板结构的优化设计提供了理论基础.     

新的二维解析方法预言场限环结构的电压分布和边界峰值电场及环间距的优化

提出了一个新的二维解析方法预言场限环结构的电压分布和边界峰值电场及环间距优化.采用与平面结物理机理最接近的圆柱坐标对称解进行分析,给出了场限环结构极为简单的各电压和边界峰值电场表达式. 讨论了不同环间距和反偏电压对场限环电压的影响,并用流行的2-D半导体器件模拟工具MEDICI对解析计算进行了验证. 根据临界电场击穿近似,讨论了环间距的优化设计并给出了优化环间距表达式. 在一定结深和掺杂浓度时,理论计算给出了与数值分析一致的优化环间距和最高击穿电压值.     

新的二维解析方法预言场限环结构的电压分布和边界峰值电场及环间距的优化

提出了一个新的二维解析方法预言场限环结构的电压分布和边界峰值电场及环间距优化 .采用与平面结物理机理最接近的圆柱坐标对称解进行分析 ,给出了场限环结构极为简单的各电压和边界峰值电场表达式 .讨论了不同环间距和反偏电压对场限环电压的影响 ,并用流行的 2 - D半导体器件模拟工具 MEDICI对解析计算进行了验证 .根据临界电场击穿近似 ,讨论了环间距的优化设计并给出了优化环间距表达式 .在一定结深和掺杂浓度时 ,理论计算给出了与数值分析一致的优化环间距和最高击穿电压值 .     

场限环结构电压和边界峰值电场分布及环间距优化

采用与平面结物理机理最接近的圆柱坐标对称解进行分析 ,提出了平面结场限环结构的电压分布和边界峰值电场的解析理论。以单场限环为例 ,给出了场限环结构极为简单的各电压和边界峰值电场表达式。讨论了不同环间距和反偏电压对场限环电压的影响 ,并用流行的 2 -D半导体器件模拟工具 MEDICI对解析计算进行了验证。根据临界电场击穿近似 ,讨论了环间距的优化设计并给出了优化环间距表达式。在一定结深和掺杂浓度时 ,理论计算给出了与数值分析一致的优化环间距和最高击穿电压值     

多场限环平面结击穿电压的解析计算

本文介绍了多场限环平面结的主、环结及各环结间穿通击穿的模型,推导出了穿通击穿电压的计算公式。利用等位线概念,得到了各结电压与穿通电压的关系式。使用所得解析式求出的主要结果与数值方法的结论相吻合,本方法对于浅结高压器件具有较好的精度,亦可作为数值方法的辅助工具,用来初步估算场限环的参数。     

JTE结的二维电场分析

本文借助于根据结终端技术的解析理论开发的分析程序ANAPI,对单区与多区JTE进行了场分析及优化设计,给出了具有JTE结构的pn结沿冶金结和沿表面的二维电场分布,并用国际上通行的PISCES-Ⅱ程序进行了验证。实验发现:在浅结情形下,优化的三区JTE结也能达到理想击穿的91％,近似优化VLD的效果。     

单场限环结构的表面电场分布及环间距的优化

基于横向扩散与纵向扩散构成的冶金结边界为椭圆形这一特点,讨论单场限环结构表面电场强度的分布,给出表面电场强度、主结及环结分担电压的解析表达式。在纵向结深和掺杂浓度一定的条件下,根据临界电场击穿理论,讨论环间距的优化设计方法。单场限环结构主结环结间表面电场强度的绝对值曲线近似呈抛物线,最大电场位于主结处。随着环间距的增大,最大电场变大;随着横向扩散深度的增大,最大电场变小。环右侧最大电场也出现在结处,随着环间距和横向扩散深度的增加,最大电场均减小。在场限环结构中,当主结和环结在表面处的最大电场强度均等于临界电场强度时,击穿电压达到最大值,此时所对应的环间距为最佳环间距。     

场限环与场板复合结构浅平面结高压器件设计

采用场限环和场板复合结构的浅平面结高压器件，比单一采用场限环或场板结构，具有更好的击穿电压重复性及一致性。本文根据简化的二维泊松方程，对环间距、环数以及场板宽度进行计算，可作为这种结构的设计参考。     

表面电荷对具有场限环的p~+-n结电场及电位分布的影响

本文利用泊松方程及拉普拉斯方程的圆柱坐标形式解,得出了有表面电荷时具有场限环的p~+-n结表面电场与电位分布的公式。结果表明,正表面电荷使主结与第一环及各环间的电压增加,使最大电场变大。利用所得结果解释了前人的结果。推得的公式可用来结合实际工艺条件设计场限环。     

单场限环的平面高压器件

通过优化设计和充分利用硅片面积，研制出了场限环的平面高压半导体分立器件。     

单场限环的平面高压器件

通过优化设计和充分利用硅片面积 ,研制出了场限环的平面高压半导体分立器件     

高压半导体器件电场的二维数值分析

利用作者们开发的有限元二维分析程序对高压半导体器件的电场分布进行了模拟分析.给出了这类器件中有离子注入、场板和栅极延伸等终端结构时的电场分布;根据模拟结果得出突变平面结表面电场的近似公式,将此公式与圆柱坐标对称解和计算机模拟结果进行了比较.     

具有场限环终端的6500 V 4H-SiC结势垒肖特基二极管的研制

阐述了6 500 V4H-SiC结势垒肖特基(JBS)二极管的设计、仿真和制备过程,并对流片结果进行了测试,分析了测试结果与仿真结果差异的原因。通过仿真对比分析了漂移区厚度、掺杂浓度、有源区p+区和场限环终端参数对器件电学特性的影响,数值模拟优化了器件元胞和终端结构的漂移区、有源区和场限环的结构参数。根据模拟结果,4H-SiC漂移区掺杂浓度为1.08×1015 cm-3、厚度为60μm,采用经过优化的70个场限环终端结构,通过完整的工艺流程,完成6 500 V4H-SiC JBS的制备。测试结果显示,室温下当6 500 V4H-SiC JBS正向导通电流密度达到3.53×105 A/m2时,正向压降为4 V,器件的反向击穿电压约为8 000 V。     

平面结终端场位分析的数值方法综述

本文对高压平面结终端结构优化设计中采用的各种数值方法开展了分析和比较，总结了 其中的一般性规律，对终端结构优化设计的发展提出了自己的看法。     

p-n+结有场板时表面电场分布的简单表示式

本文推出了在高压p-n~+结中采用场板时,表面场分布的近似公式。式中内含的两项均随离开场板端点之距离作指数变化,从而可解释表面电场在场板两‘端点’处所出现的峰值。文中还给出了改进场分布的一种场板新结构。本文的理论结果均与计算机计算结果相符合。     

平面掺杂异质结场效应管的二维电子气浓度和材料结构尺寸之间的关系

本文对场效应管所用材料的隔离层,δ调制掺杂层,势垒耗尽层等材料结构尺寸,异质结界面的二维电子气浓度,场效应管的夹断电压,沟道电流等以及它们之间的关系进行了计算分析,可作为材料和器件结构设计的依据．     

二极管泵浦板条激光介质的二维温度和应力分布

用有限差分法对各种边界条件下二极管侧泵浦板条介质通光截面上的温度和应力二维分布作了数值计算。并对此作了分析,由此提出了适用于不同泵浦水平二极管泵浦板条激光器的冷却方案。