3.5.2 Thermische Simulation einer Fingerstruktur  

Bei diesem Beispiel wird eine Fingerstruktur mit unterschiedlichen thermischen Randbedingungen simuliert. Das Dotierungsprofil ist in Abbildung 3.14 gezeigt. Der Bauteil erstreckt sich relativ lange in z-Richtung, wodurch eine zweidimensionale Simulation möglich ist. Die Struktur ist abwechselnd n- und p-dotiert. Die tiefen Implantate wurden vor dem Aufbringen der $10 \mu\mathrm{m}$ dicken Epitaxieschicht implantiert. Die Abfolge der Dopanden bildet eine Reihe von Dioden, die in Abhängigkeit der Kontaktspannung in Fluß- oder Sperrichtung gepolt sind. Die Teststruktur wird in Sperrichtung betrieben und soll dazu dienen, Leckstromkennlinien in unterschiedlichen Temperaturbereichen aufzunehmen.

  

Abbildung 3.14: Dotierungsprofil der Fingerstruktur.

Zu Simulationszwecken kann man den Bauteil jedoch in Flußrichtung betreiben und mit unterschiedlichen Randbedingungen seine Beständigkeit auf Selbsterwärmung simulieren. Zu diesem Zweck wird der erste Fingerkontakt und der Substratkontakt mit einer isothermen Randbedingung angenommen. An den drei weiteren Fingerkontakten sind thermische Kontaktwiderstände von $R_{therm.}=6.9\!\cdot\! 10^{-5} \mathrm{K cm^2/W}$ spezifiziert. Aus dem Simulationsergebnis in Abbildung 3.15 erkennt man, daß jede einzelne Kontaktbox am thermischen Widerstand die Bedingung (3.19) erfüllt. Die Temperaturüberhöhung ist entscheidend von den thermischen Randbedingungen an den Fingerkontakten bestimmt. Ihr Einfluß ist größer als der Einfluß des Substratkontaktes, da er wesentlich weiter entfernt ist.

  

Abbildung 3.15: Gittertemperaturverlauf der Fingerstruktur.