IGBT的終端耐壓結(jié)構(gòu)—柱面結(jié)和球面結(jié)的耐壓差異（2）

下面我們?cè)俜治鲆幌虑蛎娼Y(jié)的雪崩電壓。首先對(duì)（7-17）從PN結(jié)邊界到耗盡區(qū)積分，結(jié)果如下，

計(jì)算出雪崩電場(chǎng)對(duì)應(yīng)的耗盡區(qū)寬度，在帶入（7-22）即可得到球面結(jié)的雪崩電壓。將（7-17）帶入碰撞電離率的經(jīng)驗(yàn)表達(dá)式（7-9），并在整個(gè)耗盡區(qū)內(nèi)進(jìn)行積分，

同樣，對(duì)于1200V的IGBT，假設(shè)PN結(jié)深，襯底濃度為，求解（7-23），可以得到雪崩時(shí)的耗盡區(qū)寬度，顯然遠(yuǎn)小于平面結(jié)的和柱面結(jié)的。

將代入（7-19），得到球面結(jié)的雪崩電場(chǎng)為，

同樣由于碰撞電離率經(jīng)驗(yàn)公式的偏差問題，雪崩電場(chǎng)的絕對(duì)值與平面結(jié)和柱面結(jié)有所差別，但在同一個(gè)數(shù)量級(jí)，這個(gè)計(jì)算過程是可信的。

令（7-22）中的，即可得到球面結(jié)的雪崩電壓為（ ），。

回顧《平面結(jié)和柱面結(jié)的耐壓差異2》，平面結(jié)和柱面結(jié)在雪崩時(shí)所對(duì)應(yīng)的耐壓分別為1920V和250V，可見球面結(jié)對(duì)雪崩電壓的影響。

為解決上述問題，就需要避免出現(xiàn)球面或者小曲率半徑的PN結(jié)界面，這需要在設(shè)計(jì)中仔細(xì)考慮。

因?yàn)閿U(kuò)散工藝自身的特點(diǎn)，柱面PN結(jié)是不可避免的，比較容易想到的就是多用幾個(gè)PN結(jié)來分擔(dān)峰值電場(chǎng)，即芯片外圍的由多個(gè)柱面結(jié)來共同承擔(dān)電壓，常見的終端結(jié)構(gòu)基本都是按這個(gè)邏輯進(jìn)行設(shè)計(jì)。