【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体领域，具体涉及一种横向碳化硅mosfet非对称jfet区电阻的计算方法。
技术介绍
1、半导体领域，尤其是硅基的功率半导体器件方面的建模工作已经成熟，但碳化硅目前功率器件的工艺不成熟，行业研究重心落在解决碳化硅工艺过程中的稳定性，其相关器件的建模仍然存在空白。在碳化硅功率器件中，碳化硅mosfet占据市场的绝大部分，对碳化硅mosfet的建模目前停留在使用硅mosfet的建模或者经验公式的阶段，比如针对某种结构，忽略实际电流的流通路径，简单计算结构中某个区域的尺寸来估算电阻。上述方法可以在一定范围内估算电阻，但是无法精确了解碳化硅mosfet的实际电阻组成。出处：sun,s.,&plummer,j.d.(1980).modeling of the on-resistance of ldmos,vdmos,and vmospower transistors.ieee transactions on electron devices,27,356-367.
技术实现思路
1、针对本专利技术从电流的物理机制出发，通过假设电流流通的路径并进行离散化，对碳化硅mosfet的jfet区以及漂移区的电阻进行了精细的建模，将其应用到碳化硅mosfet工艺设计过程中，可以提供更好地电阻估计并且为后续进一步降低导通电阻起到指导作用。
2、具体而言，本专利技术提供一种横向碳化硅mosfet非对称jfet区电阻的计算方法，碳化硅mosfet包括位于两侧的器件结构和中
3、(1)将中间区域划分为第一区域、第二区域和第三区域，第一区域的上边界为碳化硅mosfet的上表面、两侧边界为两侧器件结构耗尽层的边界，下边界为两侧耗尽层的边界切线与器件结构的边界形成45°角的两点连线，第二区域为以第一区域下边界为起点，划分为多个通道，每个通道的两个边界为从上边界上的一点向两个侧部边界做弧线所划分的面积，任意两条弧线的初始角度相差δθ，任意两条弧线的初始点相距δd，其中，δθ＝90/n,δd＝w/n,w为上边界宽度，n为通道划分数量，第二区域每个通道的下边界为其第一边界的弧线顶点向第二边界作水平连线所获得的线段，第三区域为第二区域下方区域直至碳化硅mosfet的下表面，第三区域中竖直向下顺延第二区域中的每个通道边界，划分成多个第三区域的通道；
4、(2)基于下述公式计算第一区域电阻，
5、其中ρj-1表示第一区域内的平均电阻率，z表示垂直于碳化硅mosfet剖面方向的器件等效尺,w(x’)为第一区域上下边界的耗尽层之间宽度，公式中的x’表示的是以器件上层表面一端为零点的一维坐标系下的坐标，积分上限t表示第一区域的深度，沿着x’方向上第一区域的尺寸；
6、(3)基于下述公式计算第二区域中每个通道的电阻值：
7、通道i的电阻表示为，
8、其中，lj-d,i,1表示第i个弧线形的通道的长度lj-d,i,1＝θ·ri，联立方程可以通过联立方程确定弧线形的半径ri和圆心(x,y)，其中，(xi,1,yi,1)为该弧线形的通道起点的坐标，(xi,2,yi,2)为该弧线形的通道终点的坐标，其中，假设起点横坐标均匀变化，相邻点横坐标间距相等；
9、(4)基于下述公式计算第三区域中每个通道的电阻值：lj-d,i,2表示第三区域中第i条通道的长度，其长度等于第二区域对应通道终点的纵坐标减去第三区域下边界的纵坐标的绝对值，wi,2为第三区域每个通道的宽度；
10、(5)基于下述公式计算第二和第三区域的耦合电阻
11、
12、(6)基于下述公式计算mosfet非对称jfet区电阻和漂移电阻rdrift的总和
13、rjfet+rdrift＝rj-1+rj-d。
14、在一种优选实现方式中，n的数目大于等于10。
15、在另一种优选实现方式中，在第二区域中，每个通道对应射出电子流的转向路径，最左侧的电子电流转向结束的位置在器件的左边界，最右侧的电子电流转向结束的位置在器件的右边界。
16、在另一种优选实现方式中，第二区域中每个通道在通道尾部达到垂直后，继续垂直向下延伸的区域为第三区域的相应通道。
17、在另一种优选实现方式中，所述弧线起始部分沿着初始角度，并且终止点与底部边界垂直。
18、另一方面，本专利技术提供一种所述计算方法的应用，所述方法用于对新设计的碳化硅mosfet进行电阻估计。
19、技术效果
20、本专利技术的计算方法将jfet区电阻与漂移区电阻耦合在一起计算，将整个外延层电阻回归一个整体，便于计算碳化硅mosfet的一维极限；本专利技术计算电阻时考虑到电流的流通路径，模型更加接近器件的物理基础，可以给出更加精确的结果；基于更加精确的外延层电阻，对未来进一步降低器件的导通电阻，尤其是面对之后愈发高压的器件的优化起到指导作用。
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1.一种横向碳化硅MOSFET非对称JFET区电阻的计算方法，碳化硅MOSFET包括位于两侧的器件结构和中间区域，每个器件结构包括P+、N+、P-区域以及P well区域，两侧的器件结构彼此对称，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，N的数目大于等于100。
3.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，在第二区域中，每个通道对应射出电子流的转向路径，最左侧的电子电流转向结束的位置在器件的左边界，最右侧的电子电流转向结束的位置在器件的右边界。
4.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，第二区域中每个通道在通道尾部达到垂直后，继续垂直向下延伸的区域为第三区域的相应通道。
5.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述弧线起始部分沿着初始角度，并且终止点与底部边界垂直。
6.一种权利要求1所述计算方法的应用，其特征在于，所述方法用于对新设计的碳化硅MOSFET进行电阻估计。
【技术特征摘要】
1.一种横向碳化硅mosfet非对称jfet区电阻的计算方法，碳化硅mosfet包括位于两侧的器件结构和中间区域，每个器件结构包括p+、n+、p-区域以及p well区域，两侧的器件结构彼此对称，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，n的数目大于等于100。
3.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，在第二区域中，每个通道对应射出电子流的转向路径，最左侧的电子电流转向结束的位...
【专利技术属性】
技术研发人员：李锐，田杰，孙海晶，李保群，张晓宇，陈晶，张正卿，于帅，冷凤，金翔，曹瀚，耿攀，吴浩伟，蔡久青，李鹏，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：
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