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。