【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体制造相关领域，尤其涉及针对局部击穿管理的沟槽结构载流导电控制方法及装置。
技术介绍
1、在半导体器件设计与制造领域，电场分布、电流密度以及介质强度是影响器件性能与可靠性的关键因素。随着半导体技术的不断发展，对器件的载流导电控制能力提出了越来越高的要求，特别是在高压、高功率密度的应用场景中，如何有效管理电场分布、降低局部击穿风险，成为提升器件性能的关键挑战。传统上，半导体器件的设计依赖于工程师们的经验，缺乏系统性的理论指导，导致难以实现对半导体器件电场分布的精确管理和局部击穿风险的有效控制。
2、现阶段相关技术中，针对局部击穿管理的沟槽结构载流导电控制存在难以有效预防局部击穿现象，导致器件的载流导电性能可靠性低的技术问题。
技术实现思路
1、本申请通过提供针对局部击穿管理的沟槽结构载流导电控制方法及装置，采用对半导体器件进行电场分布分析，识别电场集中结构、高电流密度区域和弱介质位置，基于电场分布分析结果，挖掘各位置分区的局部击穿风险特征，根据风险特征，为各位置分区配置合适的沟槽结构，建立匹配特征空间，在匹配特征空间中进行沟槽结构的搜索组合，并评价其结构功能匹配度和载流导电功能匹配度，按照匹配度评价结果筛选最优沟槽结构，并集成至半导体器件中进行载流导电控制等技术手段，达到了通过对半导体器件电场分布的精确管理，降低局部击穿风险，提升器件载流导电性能的技术效果。
2、本申请提供针对局部击穿管理的沟槽结构载流导电控制方法，包括：对半导体器件进行电场分布
3、在可能的实现方式中，根据所述电场集中结构、高电流密度区域、弱介质位置进行局部击穿风险特征挖掘，获得各位置分区的风险特征，执行以下处理：获得半导体器件的结构材料电场阈值，建立所述电场集中结构、高电流密度区域、弱介质位置与电场阈值对应关系；根据所述弱介质位置的电场阈值，确定弱介质位置分区的风险特征；对所述电场集中结构、所述高电流密度区域进行电场分布梯度、电流密度值计算，并结合对应所述电场阈值，确定电场集中分区的风险特征、高电流密度分区的风险特征。
4、在可能的实现方式中，结合对应所述电场阈值，确定电场集中分区的风险特征、高电流密度分区的风险特征，执行以下处理：基于结构材料电场阈值的分布关系，获取局部击穿同族案例，所述局部击穿同族案例包括电场阈值分布相匹配的局部击穿事故样本；按照所述电场集中结构、高电流密度区域的事故属性对所述局部击穿同族案例进行样本划分，构建电场集中样本集、高电流密度样本集；根据所述电场集中样本集、高电流密度样本集分别进行电场分布梯度、高电流密度值时序特征拟合，获得所述电场集中分区的风险特征、高电流密度分区的风险特征。
5、在可能的实现方式中，所述建立匹配特征空间之前，执行以下处理：识别所述半导体器件的物理结构，并按照电场集中结构、高电流密度区域、弱介质位置各位置风险分区以及其他区域，对所述物理结构进行网格粒度设置，其中所述网格粒度设置与各位置风险分区的风险特征有关，且其他区域的网格粒度大于位置风险分区的网格粒度，通过仿真工具对所述半导体器件进行结构模拟，构建仿真空间；在所述仿真空间中内置沟槽特征元素匹配模块、沟槽特征寻优模块，所述沟槽特征元素匹配模块包括沟槽特征元素库及元素匹配组合模块，其中沟槽特征元素库包括组成沟槽结构的所有元素，所述元素匹配组合模块用于按照输入特征在所述沟槽特征元素库中进行元素匹配搜索，所述沟槽特征寻优模块用于按照所述沟槽特征元素匹配模块的沟槽特征元素进行半导体器件沟槽的载流导电策略寻优控制。
6、在可能的实现方式中，基于所述风险特征对电场集中结构、高电流密度区域、弱介质位置各位置分区进行沟槽结构配置匹配，建立匹配特征空间，执行以下处理：根据所述风险特征与位置分区对应关系，定位物理结构坐标，根据所述风险特征确定补偿载流导电参数；将物理结构定位坐标、所述补偿载流导电参数作为输入特征，输入所述仿真空间中，根据所述物理结构定位坐标提取结构特征，将所述结构特征、所述补偿载流导电参数作为约束索引，在所述沟槽特征元素库中进行物理特征、结构特征、目标功能特征搜索，获得各位置分区的匹配特征元素，其中所述物理特征包括电场强度、电流密度、温度、材料电场阈值，所述结构特征包括沟槽形状、大小、深度、间距、材料、绝缘类型，所述目标功能特征包括电场均匀、电流分流、电流阻断；建立所述匹配特征元素与所述位置分区映射关联，构建所述匹配特征空间。
7、在可能的实现方式中，在所述匹配特征空间中进行沟槽结构搜索组合，并将搜索组合的结构参数拟合至所述各位置分区内，进行结构功能匹配度、载流导电功能匹配度评价，执行以下处理：获得半导体器件在各位置分区内的功能约束参数，根据所述功能约束参数配置惩罚条件；以所述补偿载流导电参数作为目标，根据结构特征确定空间尺寸约束，结合所述惩罚条件，构建评价函数；在所述匹配特征空间中随机抽取两个沟槽结构参数组合，利用所述评价函数对随机抽取的沟槽结构参数组合进行评价，以评价结果大的组合作为搜索起点，根据两组沟槽结构参数组合的差量确定搜索方向、搜索步长；将所述搜索起点、搜索方向、搜索步长导入所述沟槽特征寻优模块中进行搜索，直到评价结果达到目标值或者达到搜索次数为止，获得沟槽特征元素当前最优组合；利用所述沟槽特征元素当前最优组合在仿真空间中进行半导体器件载流导电模拟，以补偿载流导电参数为目标进行结构功能匹配度、载流导电功能匹配度评价。
8、在可能的实现方式中，将所述搜索起点、搜索方向、搜索步长导入所述沟槽特征寻优模块中进行搜索，还执行以下处理：对所述搜索步长进行均分，获得均分步长、初始步长；根据所述均分步长、初始步长分别进行组合搜索，通过评价函数进行搜索组合评价，根据评价结果的差量进行步长评价，按照步长的差量与评价结果的差量进行搜索步长调整；根据搜索步长调整量，进行步长寻优，确定评价增量概率最大的搜索步长进行搜索步长重置。
9、本申请还提供了针对局部击穿管理的沟槽结构载流导电控制装置，包括：电场分布分析模块，所述电场分布分析模块用于对半导体器件进行电场分布分析，识别电场集中结构、高电流密度区域、弱介质位置；局部击穿风险特征挖掘模块，所述局部击穿风险特征挖掘模块用于根据所述电场集中结构、高电流密度区域、弱介质位置进行局部击穿风险特征挖掘，获得各位置分区的风险特征；沟槽结构配置匹配模块，所述沟槽结构配置匹配模块用于基于所述风险特征对电场集中结构、高电流密度区域、弱介质位置各位置分区本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.针对局部击穿管理的沟槽结构载流导电控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的针对局部击穿管理的沟槽结构载流导电控制方法，其特征在于，根据所述电场集中结构、高电流密度区域、弱介质位置进行局部击穿风险特征挖掘，获得各位置分区的风险特征，包括：
3.如权利要求2所述的针对局部击穿管理的沟槽结构载流导电控制方法，其特征在于，结合对应所述电场阈值，确定电场集中分区的风险特征、高电流密度分区的风险特征，包括：
4.如权利要求1所述的针对局部击穿管理的沟槽结构载流导电控制方法，其特征在于，所述建立匹配特征空间之前，所述方法还包括：
5.如权利要求4所述的针对局部击穿管理的沟槽结构载流导电控制方法，其特征在于，基于所述风险特征对电场集中结构、高电流密度区域、弱介质位置各位置分区进行沟槽结构配置匹配，建立匹配特征空间，包括：
6.如权利要求5所述的针对局部击穿管理的沟槽结构载流导电控制方法，其特征在于，在所述匹配特征空间中进行沟槽结构搜索组合，并将搜索组合的结构参数拟合至所述各位置分区内，进行结构功能匹配度、载流导电
7.如权利要求6所述的针对局部击穿管理的沟槽结构载流导电控制方法，其特征在于，将所述搜索起点、搜索方向、搜索步长导入所述沟槽特征寻优模块中进行搜索，还包括：
8.针对局部击穿管理的沟槽结构载流导电控制装置，其特征在于，所述装置用于实施权利要求1-7任一项所述的针对局部击穿管理的沟槽结构载流导电控制方法，所述装置包括：
...【技术特征摘要】
1.针对局部击穿管理的沟槽结构载流导电控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的针对局部击穿管理的沟槽结构载流导电控制方法，其特征在于，根据所述电场集中结构、高电流密度区域、弱介质位置进行局部击穿风险特征挖掘，获得各位置分区的风险特征，包括：
3.如权利要求2所述的针对局部击穿管理的沟槽结构载流导电控制方法，其特征在于，结合对应所述电场阈值，确定电场集中分区的风险特征、高电流密度分区的风险特征，包括：
4.如权利要求1所述的针对局部击穿管理的沟槽结构载流导电控制方法，其特征在于，所述建立匹配特征空间之前，所述方法还包括：
5.如权利要求4所述的针对局部击穿管理的沟槽结构载流导电控制方法，其特征在于，基于所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢刚，刘斌凯，潘文杰，
申请(专利权)人：浙江广芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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