深圳市芯电元科技有限公司黄凤明获国家专利权
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龙图腾网获悉深圳市芯电元科技有限公司申请的专利一种屏蔽栅沟槽MOSFET的建模方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120805838B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-20发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511281068.6,技术领域涉及:G06F30/398;该发明授权一种屏蔽栅沟槽MOSFET的建模方法及系统是由黄凤明;杨彦峰;潘光燃设计研发完成,并于2025-09-09向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种屏蔽栅沟槽MOSFET的建模方法及系统在说明书摘要公布了:本发明涉及功率半导体器件设计技术领域,尤其涉及一种屏蔽栅沟槽MOSFET的建模方法及系统。所述方法包括以下步骤:选取屏蔽栅沟槽结构的特征点关键位置,其中特征点关键位置包括拐角、边缘和中心,通过二维模拟计算特征点关键位置的电场强度,生成电场强度分布图;基于电场强度分布图,通过定义梯形角度参数集将屏蔽栅的形状设计为上宽下窄的梯形结构,建模并建立侧壁倾斜角度与沟槽拐角电场强度的定量关系,生成角度‑电场响应曲线,计算不同梯形结构的屏蔽栅与控制栅极间在沟槽内的重叠面积变化。本发明通过解析梯形角度与栅极重叠面积的关系,为功率MOSFET设计提供了明确的性能提升指标和优化方向。
本发明授权一种屏蔽栅沟槽MOSFET的建模方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种屏蔽栅沟槽MOSFET的建模方法,其特征在于,应用于功率半导体器件设计,包括以下步骤: 步骤S1:选取屏蔽栅沟槽结构的特征点关键位置,其中特征点关键位置包括拐角、边缘和中心,通过二维模拟计算特征点关键位置的电场强度,生成电场强度分布图; 步骤S2:基于电场强度分布图,通过定义梯形角度参数集将屏蔽栅的形状设计为上宽下窄的梯形结构,建模并建立侧壁倾斜角度与沟槽拐角电场强度的定量关系,生成角度-电场响应曲线;其中,步骤S2包括以下步骤: 步骤S21:定义梯形侧壁倾斜角度,设置75°、80°、85°、87°、89°五个不同的角度变量值,保持屏蔽栅顶部宽度不变,生成梯形角度参数集; 步骤S22:对梯形角度参数集中的每个梯形角度参数,计算特征点对应的位置坐标,生成角度调整位置映射表; 步骤S23:根据角度调整位置映射表构建屏蔽栅的几何形状模型; 步骤S24:根据几何形状模型,重新计算不同梯形角度下各特征点的电场强度,建立角度与拐角区域最大电场强度的函数关系,生成角度-电场响应曲线; 步骤S3:利用角度-电场响应曲线,计算不同梯形结构的屏蔽栅与控制栅极间在沟槽内的重叠面积变化,生成栅极电荷优化率和最佳梯形角度;步骤S3包括以下步骤: 步骤S31:根据梯形角度参数集计算屏蔽栅与控制栅极在沟槽内的实际重叠面积,结合侧壁倾斜角度倾斜导致的面积减少效应解析,生成栅极重叠面积表; 步骤S32:计算不同梯形角度下的栅-屏蔽栅间电容值,生成栅极电容分布数据; 步骤S33:计算梯形结构的栅极电荷减少比例,分析电荷优化效果,生成栅极电荷优化率;其中,步骤S33包括: 将栅极重叠面积表中的数据按梯形角度分组,以矩形屏蔽栅的结构重叠面积为基准值,计算梯形角度参数集中每个角度值下重叠面积减少的百分比; 以角度为横坐标、重叠面积减少百分比为纵坐标,建立角度与重叠面积减少率的函数关系,得到电荷优化曲线; 将电荷优化曲线与角度-电场响应曲线在同一坐标系中叠加,分析两条曲线的交叉区域,确定两曲线交点附近的交点角度范围; 在交点角度范围内,以0.5°为步长细分角度,重复计算电场强度和栅极电荷,定义综合性能指数为电场降低百分比与电荷减少百分比的加权和,在交点角度范围内确定最佳梯形角度; 步骤S4:获取刻蚀设备的角度控制参数和反应离子刻蚀参数,基于栅极电荷优化率,并结合半导体刻蚀工艺的角度控制能力参数,通过自适应控制刻蚀条件实现目标结构,生成梯形屏蔽栅工艺方案; 步骤S5:对比梯形屏蔽栅工艺方案设计的梯形屏蔽栅与预设的矩形屏蔽栅的性能差异,测量击穿电压提升幅度、开关损耗降低比例和热分布改善程度,生成结构优化效益报告。
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