場板結(jié)終端對金剛石SBD內(nèi)部電場分布及擊穿特性的影響

王進(jìn)軍,王曉亮，張景文，王　俠

(1.西安交通大學(xué) 陜西省信息光電子技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西 西安　710049；2.陜西科技大學(xué) 理學(xué)院，陜西 西安　710021；3.中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所 半導(dǎo)體材料科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京　100083；4.西安科技大學(xué) 電氣與控制工程學(xué)院，陜西 西安　710054)

?

場板結(jié)終端對金剛石SBD內(nèi)部電場分布及擊穿特性的影響

王進(jìn)軍1,2,王曉亮1,3*，張景文1，王俠4

(1.西安交通大學(xué) 陜西省信息光電子技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西 西安710049；2.陜西科技大學(xué) 理學(xué)院，陜西 西安710021；3.中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所 半導(dǎo)體材料科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100083；4.西安科技大學(xué) 電氣與控制工程學(xué)院，陜西 西安710054)

建立了場板結(jié)終端對金剛石肖特基勢壘二極管(SBD)的數(shù)值模擬模型，采用Silvaco軟件中的器件仿真工具ATLAS模擬了場板長度L、絕緣層厚度TOX、襯底摻雜濃度NB、場板結(jié)構(gòu)形狀對器件內(nèi)部電場分布以及擊穿電壓的影響，并對結(jié)果進(jìn)行了物理分析和解釋。結(jié)果表明：當(dāng)TOX=0.4 μm、NB=1015cm-3、L在0～0.2 μm范圍內(nèi)時(shí)，擊穿電壓隨著L的增加而增加；L>0.2 μm后，擊穿電壓開始下降。當(dāng)L=0.2 μm、NB=1015cm-3、TOX在0.1～0.4 μm范圍內(nèi)時(shí)，擊穿電壓隨著TOX的增加而增加；TOX>0.4 μm后，擊穿電壓開始下降。當(dāng)L=0.2 μm、TOX=0.4 μm、NB=1015cm-3時(shí)，器件的擊穿電壓達(dá)到最大的1 873 kV。與普通場板結(jié)構(gòu)相比，采用臺階場板可以更加有效地提高器件的擊穿電壓。

場板結(jié)終端; 金剛石SBD; 電場分布; 擊穿電壓

*Corresponding Author,E-mail:xlwang@semi.ac.cn

1　引　　言

與傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料Si、Ge、GaAs相比，金剛石以其優(yōu)良的電學(xué)和熱學(xué)特性成為制造高溫、大功率、高頻微波及抗輻照電子器件的理想材料[1-2]。然而在平面工藝所制備的半導(dǎo)體器件中，結(jié)總是有限大小的，存在中斷界面，并且在邊角之處的結(jié)面近似于柱面或球面，而并非是理想的平面。正是……