4.1失效现象与分析
FRD在开发过程中工程批流片出来后测试击穿电压，当电压加到几百伏时，可开始看到有严重的打火现象，测试打火曲线如图5，打火发生后，圆片上可看到终端外围两个金属铝条有明显发黑的迹象，如图6。
图5 FRD 圆片击穿电压测试曲线
图6 FRD 圆片打火位置图片
其中距离cell区较近的金属是终端的一个金属场板，在最外围的一个是截止环的金属。从失效现象来看，打火应该是最外围的两个金属之间进行的。工艺上，当初为了节省成本，金属完成后没有加钝化层次，因此两个金属之间是没有氧化等介质的。检查版上数据，金属场板到截止环金属之间距离为72um，怀疑可能此距离太小，又没有介质，因此导致金属之间电场过强，引起打火，为了验证，特对原结构进行了模拟。
4.2原结构模拟结果
如图7所示原始结构进行模拟，结果击穿电压约1500V,最外围的金属场板与最外围截止环金属之间电势差约800V，最外围场板承担了较大的电压，从表面电场分布看，最外围金属场板处表面电场最强，约2.6E5V/cm，前面其它环的电场基本在1.6E5V/cm左右，金属场板处电场较集中。而空气的击穿场强约为30KV/cm，金属场环和截止环之间距离为72um，空气耐压约220V，据此推断失效的原因应该是金属之间距离较近，电压较大引起空气击穿，从而发生打火现象。
图7：FRD 原版结构
图8 FRD原版模拟结果电势分布图
图9 FRD原版模拟结果表面电场分布图
