功率器件分压环哪道环承受的电压最大

在功率器件的分压环结构中，通常最外围的分压环承受的电压最大。这是因为分压环的设计目的是通过在器件边缘设计分压结构，减少有源区边缘PN结的曲率，使耗尽层横向延伸，从而增强水平方向的耐压能力。在这种结构中，电场会从S极下方的P阱经过S极加反偏电压后向器件的等位环方向延伸，当达到一定边界条件后，由最外层的分压环承接，然后依次向内传递，每个分压环都会分担一部分电压23。

在本发明中，分压环结构包括多条从内到外依序排列的分压环，其中第一分压环与第二分压环之间的P型浅结的数量小于第二分压环与第三分压环之间的P型浅结的数量，且第一分压环与第二分压环之间的相邻的两个P型浅结之间的间距小于第二分压环与第三分压环之间的相邻的两个P型浅结之间的间距1。这种设计意味着最外层的分压环需要承受更高的电压，因为它们是电场首先到达的位置，并且有更多的P型浅结来分担电压。

因此，可以得出结论，功率器件分压环中，最外围的分压环承受的电压最大。123

分压环结构在提高功率器件耐压性能方面有哪些优势?

分压环结构在提高功率器件耐压性能方面的优势主要体现在以下几个方面：

1. 通过在器件边缘设计分压结构，可以减少有源区边缘PN结的曲率，使耗尽层横向延伸，从而增强水平方向的耐压能力，实现器件边缘和内部同时发生击穿，最大化器件的性能。“在器件边缘耗尽区电场曲率增大，会导致电场强度比管芯内部大，在电压升高的过程中管芯边缘会早于管芯内部出现雪崩击穿，为了最大化器件的性能，需要在器件边缘设计分压结构”1。
2. 分压环结构通过场限环分压，降低了结表面区由曲率效应引起的高电场，从而提高了主结的击穿电压。“场限环结构是功率器件常用的结终端技术之一，它通过场限环分压，降低了结表面区由曲率效应引起的高电场，从而提高了主结的击穿电压”3。
3. 分压环结构可以优化VDMOS终端结构，在相同耐压下实现更小的终端长度。“本发明的有益效果为：设计方法，优化vdmos终端结构，在相同耐压下可以实现更小的终端长度”14。
4. 分压环结构可以采用与平面结物理机理最接近的圆柱坐标对称解进行分析，提出平面结场限环结构的电压分布和边界峰值电场的解析理论，从而优化设计，提高耐压性能。“采用与平面结物理机理最接近的圆柱坐标对称解进行分析，提出了平面结场限环结构的电压分布和边界峰值电场的解析理论”2223。

场限环技术在分压环设计中扮演了什么角色?

场限环技术在分压环设计中扮演了至关重要的角色，主要体现在以下几个方面：

1. 场限环技术是半导体功率器件中普遍采用的一种分压技术，通过场限环分压，降低了结表面区由曲率效应引起的高电场，从而提高了主结的击穿电压。“目前，场限环技术是半导体功率器件中普遍采用的一种分压技术，工艺简单，可以和有源区一起扩散形成，无需增加工艺步骤”1。
2. 场限环技术通过分担主结的电场，实现耐压性能的优化。当主结与场限环同时击穿时，耐压达到最大。“场限环的作用是分担主结的电场，分担过多或分担过少都不能达到最佳效果，理论上当主结与场限环同时击穿时耐压达到最大”18。
3. 场限环技术可以与分压环结构相结合，通过优化设计，实现高耐压VDMOS器件结构的优化。“通过场板和场限环的互补组合来优化设计一款高耐压的VDMOS 器件结构”10。
4. 场限环技术在分压环设计中，需要考虑场限环的宽度、间距等因素，以实现最佳的耐压性能。“使设计的场限环宽度由主结向外逐渐减小，场限环之间的间距逐渐增大，才能得到最高的击穿电压”15。
5. 场限环技术在分压环设计中，可以采用离子注入等方法进行精确的掺杂，以实现高性能的功率器件。“离子注入作为一种先进的半导体掺杂技术，在功率器件的制造中扮演着重要角色，尤其是在实现精确的掺杂浓度控制、改善器件性能方面”33。

在设计分压环时，如何平衡环的个数与芯片面积的利用效率?

在设计分压环时，平衡环的个数与芯片面积的利用效率是一个重要的考虑因素。以下是一些关键点：

1. 环的个数越多，可以承受的击穿电压越高，但同时环的个数越多，占用芯片面积也就越大，这对芯片面积的浪费是不可避免的。“通常情况下，环的个数越多，可以承受的击穿电压越高，但同时环的个数越多，占用芯片面积也就越大”1。
2. 在基本不增加芯片面积的情况下，提高半导体功率器件的耐压性能是一个重要的课题。可以通过优化分压环结构的设计，如调整p型浅结与n型浅结的离子注入剂量、结深等参数，来实现更高的耐压性能，同时减少对芯片面积的占用。
3. 可以通过调整分压环之间的间距来优化设计。例如，