一种超结MOSFET器件的仿真方法及仿真模型结构技术

本发明专利技术涉及一种超结MOSFET器件的仿真方法及仿真模型结构，仿真方法包括：构建电路模型，电路模型包括MOSFET模型、JFET模型、体二极管模型和第一电阻模型Ⅰ、第一电阻模型Ⅱ和第二电阻模型；MOSFET模型漏极与JFET模型源极连接；MOSFET模型源极分别与JFET模型栅极、体二级管模型正极连接；第一电阻模型Ⅰ的第一端与JFET模型漏极连接，第一电阻模型Ⅰ的第二端与第一电阻模型Ⅱ的第一端连接；第一电阻模型Ⅱ的第二端与体二极管模型负极连接。本发明专利技术提供的仿真方法能有效模拟超结MOSFET器件在各工作区域的特性，仿真准确性高。仿真准确性高。仿真准确性高。

【技术实现步骤摘要】
一种超结MOSFET器件的仿真方法及仿真模型结构


[0001]本专利技术涉及半导体器件的仿真领域，具体涉及一种超结MOSFET器件的仿真方法及仿真模型结构。

技术介绍

[0002]近年来，得益于计算机技术的迅猛发展，电路仿真越来越多的为人们所熟悉和利用，逐渐成为电路设计中必不可少的关键环节。SPICE（SimulationProgram forIntegratedCircuitsEmphasis）是由美国加州大学伯克利分校的电子研究实验室于1975年开发，集成电路设计、PCB板级和系统级设计均离不开SPICE仿真。器件模型被看作是连接电路设计与工艺生产的桥梁，借助于电路仿真器，使用器件模型可以进行大量的虚拟实验－仿真，来预测电路的性能，从而提高设计效率，降低设计成本。
[0003]器件模型的精度直接影响电路行为仿真和性能评估的结果；然而传统的MOSFET模型都是面向横向结构的小功率MOS器件设计的，无法准确的描述功率超结MOSFET器件的特性，在电路设计应用到超结MOSFET器件时，仿真结果偏差较大；因此，需要一种或多种方法解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对传统的MOSFET模型无法准确的描述超结MOSFET器件特性的问题，一方面提供一种超结MOSFET器件的仿真方法；另一方面提供一种超结MOSFET器件的模型结构，具体技术方案如下。
[0005]一方面，提供一种超结MOSFET器件的仿真方法，包括：构建电路模型，电路模型包括MOSFET模型、JFET模型、体二极管模型和第一电阻模型Ⅰ、第一电阻模型Ⅱ和第二电阻模型；根据超结MOSFET器件的源区和阱区、超结MOSFET器件源极、超结MOSFET器件栅极之间载流子的移动特性，将其等效为MOSFET模型；根据超结MOSFET器件的JFET区、P柱和N柱之间载流子的移动特性，将其等效为JFET模型、第一电阻模型Ⅰ和第二电阻模型；将超结MOSFET器件的衬底等效于第一电阻模型Ⅱ；根据超结MOSFET器件的阱区、P柱和N柱之间载流子的移动特性，将其等效为体二极管模型；MOSFET模型漏极与JFET模型源极连接；MOSFET模型源极分别与JFET模型栅极、体二级管模型正极连接；第一电阻模型Ⅰ的第一端与JFET模型漏极连接，第一电阻模型Ⅰ的第二端与第一电阻模型Ⅱ的第一端连接；第一电阻模型Ⅱ的第二端与体二极管模型负极连接；MOSFET模型栅极引出电路模型栅极，MOSFET模型源极引出电路模型源极，体二极管模型负极引出电路模型漏极。
[0006]进一步的，第一电阻模型Ⅰ为压控电阻模型；第一电阻模型Ⅱ为定值电阻模型。
[0007]进一步的，将第一电阻模型Ⅰ、第一电阻模型Ⅱ等效为第一电阻模型，第一电阻模
型为温控电阻模型。
[0008]进一步的，根据超结MOSFET器件的线性区的输出特性曲线确定MOSFET模型的本征导电因子和阈值电压。
[0009]进一步的，根据超结MOSFET器件的准饱和区的输出特性曲线确定JFET模型的电流放大系数。
[0010]进一步的，根据超结MOSFET器件的源漏正偏的电流电压确定体二极管模型的发射系数、反向饱和电流、在大注入条件下的电流衰退程度及体二极管模型的寄生电阻。
[0011]进一步的，利用SPICE仿真器进行仿真。
[0012]另一方面，提供一种超结MOSFET器件的仿真模型结构，其包括MOSFET模型、JFET模型、体二极管模型和第一电阻模型；MOSFET模型漏极与JFET模型源极连接；MOSFET模型源极分别与JFET模型栅极、体二级管模型正极连接；第一电阻模型的一端与JFET模型漏极连接，另一端与体二极管模型负极连接；MOSFET模型栅极引出电路模型栅极，MOSFET模型源极引出电路模型源极，体二极管模型负极引出电路模型漏极。
[0013]进一步的，第一电阻模型为温控电阻模型。
[0014]进一步的，第一电阻模型包括第一电阻模型Ⅰ和第一电阻模型Ⅱ；第一电阻模型Ⅰ为压控电阻，第一电阻模型Ⅱ为定值电阻；第一电阻模型Ⅰ的第一端与JFET模型的漏极连接，第一电阻模型Ⅰ的第二端与第一电阻模型Ⅱ的第一端连接；第一电阻模型Ⅱ的第二端与体二极管模型负极连接。
[0015]有益效果：本专利技术提供的超结MOSFET器件的仿真方法，从超结MOSFET器件的结构层面等效为相应模拟进行模拟仿真，能有效模拟超结MOSFET器件在各工作区域的特性，仿真准确性高，能很好拟合超结MOSFET的实测数据，且适用于所有超结MOSFET器件。
附图说明
[0016]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作出进一步详细说明。
[0017]图1为本优选实施例的超结MOSFET器件的仿真方法流程图。
[0018]图2为本优选实施例的超结MOSFET器件元胞结构示意图。
[0019]图3为本优选实施例的超结MOSFET器件的电路模型结构示意图之一。
[0020]图4为本优选实施例的超结MOSFET器件的电路模型结构示意图之二。
[0021]图5为本优选实施例的超结MOSFET器件的电路模型的输出特性曲线与超结MOSFET器件的实测数据对比图。
[0022]图6为本优选实施例的超结MOSFET器件的体二极管模型的电流电压仿真曲线与超结MOSFET器件的体二极管的实测曲线对比图。
[0023]附图标记：1、MOSFET模型；11、MOSFET模型源极；12、MOSFET模型漏极；2、JFET模型；21、JFET模型栅极；22、JFET模型源极；23、JFET模型漏极； 3、体二极管模型；4、第一电阻模型；41、第一电阻模型Ⅰ；42、第一电阻模型Ⅱ；5、第二电阻模型；61、电路模型栅极；62、电路模型源极；63、电路模型漏极；71、超结MOSFET器件源极；72、超结MOSFET器件栅极；73、超结MOSFET器件漏极；74、源区；75、阱区；76、衬底；77、P柱；78、N柱；79、JFET区。
具体实施方式
[0024]现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
[0025]此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免模糊本公开的各方面。
[0026]附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超结MOSFET器件的仿真方法，其特征在于，包括：构建电路模型，电路模型包括MOSFET模型（1）、JFET模型（2）、体二极管模型（3）和第一电阻模型Ⅰ（41）、第一电阻模型Ⅱ（42）和第二电阻模型（5）；根据超结MOSFET器件的源区（74）和阱区（75）、超结MOSFET器件源极（71）、超结MOSFET器件栅极（72）之间载流子的移动特性，将其等效为MOSFET模型（1）；根据超结MOSFET器件的JFET区（79）、P柱（77）和N柱（78）之间载流子的移动特性，将其等效为JFET模型（2）、第一电阻模型Ⅰ（41）和第二电阻模型（5）；将超结MOSFET器件的衬底（76）等效于第一电阻模型Ⅱ（42）；根据超结MOSFET器件的阱区（75）、P柱（77）和N柱（78）之间载流子的移动特性，将其等效为体二极管模型（3）；MOSFET模型漏极（12）与JFET模型源极（22）连接；MOSFET模型源极（11）分别与JFET模型栅极（21）、体二级管模型正极连接；第一电阻模型Ⅰ（41）的第一端与JFET模型漏极（23）连接，第一电阻模型Ⅰ（41）的第二端与第一电阻模型Ⅱ（42）的第一端连接；第一电阻模型Ⅱ（42）的第二端与体二极管模型负极连接；MOSFET模型栅极引出电路模型栅极（61），MOSFET模型源极（11）引出电路模型源极（62），体二极管模型负极引出电路模型漏极（63）。2.根据权利要求1所述超结MOSFET器件的仿真方法，其特征在于，第一电阻模型Ⅰ（41）为压控电阻模型；第一电阻模型Ⅱ（42）为定值电阻模型。3.根据权利要求1所述超结MOSFET器件的仿真方法，其特征在于，将第一电阻模型Ⅰ（41）、第一电阻模型Ⅱ（42）等效为第一电阻模型（4），第一电阻模型（4）为温控电阻模型。4.根据权利要求1所述超结MOSFET器件的仿真方法，其特征在于，根据超...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟聪，姜春亮，雷秀芳，林泳浩，
申请(专利权)人：深圳市威兆半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：