快速恢復二極管打火問題的優化設計

圖9 FRD原版模擬結果表面電場分布圖

4.3 新設計模擬

由以上分析認為，圓片測試打火的主要原因在金屬場板和截止環金屬之間電勢較大，引起金屬間打火，下一步主要從考慮降低兩者之間的電勢，減小金屬場板處的表面電場出發，進行了以下模擬。

4.3.1增加兩個環

考慮在金屬場板前再增加兩個場限環，使得前面的分壓增加，以減少金屬之間的電勢差，模擬結果如下，FRD擊穿電壓沒有改變，仍舊在1500V,金屬場板和截止環之間的電勢從800V降到約500V,表面電場從2.6E5V/cm降低到1.7E5V/cm。

圖10：FRD增加兩個環后結構

圖11 FRD增加兩個環后電勢分布圖

圖12 FRD增加兩個環后表面電場分布圖

4.3.2增加三個環

從增加兩個環的結果看，增加環后電勢和電場都有改善，于是考慮增加三個環，模擬結果如下，FRD擊穿電壓沒有改變，仍舊在1500V, 金屬場板和截止環之間的電勢降為約400V,表面電場由2.6E5V/cm降低到1.2E5V/cm。

圖13 增加3個環后結構

圖14 增加三個環后電勢分布圖

圖15 增加三個環后表面電場分布圖

4 結論分析

從以上模擬結果可以看到，通過優化終端結構，可以有效減少金屬之間電勢差，改善表面電場分布，從而改善圓片測試打火現象。同時，工藝上可考慮在增加環的同時增加金屬后鈍化層，以更好的改善產品性能。