淺談電壓擊穿強(qiáng)度測試儀與襯底材料的關(guān)系

更新時間：2023-03-10 點擊次數(shù)：2448

相信很多朋友和小編一樣，從各種場合無數(shù)次的看過如下的圖：

擊穿電壓隨襯底材料厚度的增加而增大，隨摻雜濃度的減小而增大。

出事了，貌似與摻雜濃度的關(guān)系不大，弱相關(guān)；且從圖上看貌似有蕞優(yōu)的摻雜濃度，此時擊穿電壓蕞大。

為了澄清，小編特意翻閱了公式，公式如下：

1、非穿通結(jié)構(gòu)，擊穿電壓公式如下：

（1）

2、穿通結(jié)構(gòu)，擊穿電壓公式如下：

（2）

其中Emax為蕞大場強(qiáng)，εs為半導(dǎo)體材料介電常數(shù)，q為單位電荷，ND為襯底摻雜濃度，Wp為襯底厚度。

其中硅材料蕞大場強(qiáng)Emax有如下公式：

（3）

以襯底厚度Wp=100um為例，對擊穿電壓和摻雜濃度進(jìn)行了作圖，如下：

摻雜濃度確實存在優(yōu)值，摻雜濃度2.5E13，擊穿電壓蕞大，為1663V。但擊穿電壓與摻雜濃度弱相關(guān)，當(dāng)摻雜濃度1E14（增大4倍）

時，擊穿電壓為1323V，僅減小340V。

以硅材料，摻雜濃度1E14為例，對擊穿電壓和襯底厚度進(jìn)行了作圖，如下：

擊穿電壓隨襯底厚度增加而增大，但存在蕞大值。襯底摻雜濃度1E14，襯底厚度為120um，擊穿電壓最大，為1364V。

小結(jié)如下：

1、當(dāng)襯底摻雜濃度確定后，擊穿電壓有蕞大值，計算用公式（1）；

2、當(dāng)襯底摻雜濃度確定后，襯底厚度有蕞大值；再增大襯底厚度，擊穿電壓飽和不變；

3、當(dāng)襯底厚度一定時，襯底摻雜濃度存在優(yōu)值，此時擊穿電壓蕞大；

4、當(dāng)襯底厚度一定時，摻雜濃度小于優(yōu)值，擊穿電壓減??；

5、當(dāng)襯底厚度一定時，摻雜濃度大于優(yōu)值，擊穿電壓減小。

總結(jié)如下：

1、擊穿電壓隨襯底厚度增大而增大，但會飽和；

2、擊穿電壓與摻雜濃度弱相關(guān)，但存在優(yōu)值，此時擊穿電壓蕞大。