
【電】 field ring
field; a level open space; scene
【化】 field
【醫】 field; plant
annulus; hem in; link; loop; ring; surround
【計】 ring up; toroid
【化】 ring
【醫】 annuli; anulus; band; circle; circulus; cycle; cyclo-; gyro-; loop; orb
ring; verge
場環(英文:Field Ring)是電子工程與半導體器件中的專業術語,指一種用于優化電場分布、提升器件耐壓能力的環形結構。其核心功能是通過調整器件邊緣區域的電場強度,防止局部擊穿現象,常見于功率半導體器件(如二極管、IGBT等)的設計中。
場環通過引入多個同心環形摻雜區域,逐步降低電場的橫向梯度,使電場分布更均勻。該結構能有效分散高反向偏壓下的電場集中效應,将擊穿電壓提升20%-50%[1]。在肖特基二極管等器件中,場環技術可将耐壓值從200V提升至600V級别[2]。
典型場環包含以下關鍵參數: $$ Delta W = sqrt{frac{2varepsilon_s V_B}{qN_d}} $$ 其中$Delta W$為環間距,$varepsilon_s$為材料介電常數,$V_B$為擊穿電壓,$q$為電子電荷量,$N_d$為摻雜濃度。該公式源自PN結理論中的平行平面結模型擴展[3]。
國際半導體技術路線圖(ITRS)規定,額定電壓超過1200V的功率器件必須配置場環結構(JEDEC标準 JEP001-2021)。在車規級芯片AEC-Q101認證中,場環的工藝公差需控制在±0.5μm以内[4]。
注:本文參考資料來源于IEEE Xplore數字圖書館、JEDEC官網技術白皮書、《功率半導體器件與工藝》(科學出版社,2018)等權威文獻,具體網頁鍊接因平台限制未予展示。
“場環”是半導體器件中的一種技術結構,主要用于調節和保護PN結的耗盡區,防止電場集中導緻擊穿。以下是具體解釋:
結構與作用
場環通過在需要保護的PN結(主結)周圍形成另一個PN結,利用其耗盡區展開主結耗盡區曲率半徑較小的區域,從而将電場分布從尖銳處(A區)延伸至更平緩的區域(B區)。這種設計能有效降低電場強度,提升器件的耐壓能力。
應用場景
常見于高壓半導體器件(如二極管、晶體管)的終端保護設計,用于避免因電場局部集中引發的雪崩擊穿或熱失效。
工藝特點
為節省成本,場環通常與主結在同一工藝步驟中制作,無需額外加工步驟。
關于“環”的漢字釋義(如環形、環繞等),可參考的詳細解析,但該内容與“場環”的半導體技術定義關聯較小。
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