??如何提高快恢復(fù)二極管的軟恢復(fù)特性?
作者：海飛樂技術(shù) 時(shí)間：2017-08-07 11:58
如何提高器件的軟恢復(fù)特性成為快恢復(fù)二極管的新課題。我國(guó)至目前為止還沒有商業(yè)化的批量生產(chǎn)，成規(guī)模的IGBT封裝廠所用的快恢復(fù)二極管也完全依賴進(jìn)口，因此實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)品的穩(wěn)定批重生產(chǎn)，對(duì)國(guó)內(nèi)節(jié)能、變頻、及汽車電子等行業(yè)的國(guó)產(chǎn)化起著至關(guān)更要的作用。
快恢復(fù)二管技術(shù)方案各家大同小異，但是解決器件軟特性硅外延材料的分布起著至關(guān)重要的作用，經(jīng)大量的研究發(fā)現(xiàn)創(chuàng)作成n-nn+型外延緩沖層結(jié)構(gòu)可以有效改善反向恢復(fù)的軟特性。n型為緩沖層。覆沖層形成雙基區(qū)，可以顯著改善二極管的軟度，在反向恢復(fù)過程中使得耗盡層到達(dá)緩沖層后擴(kuò)展明顯減慢，這樣，經(jīng)過少數(shù)載流子存儲(chǔ)時(shí)間之后。在緩沖層中還有大量的載流子未被復(fù)合抽走，使得復(fù)合時(shí)間相應(yīng)增加。從而提
高二極管的軟度因子，因此緩沖層的結(jié)構(gòu)及分布是生長(zhǎng)快恢復(fù)二極管用外延材料的一個(gè)難點(diǎn)；另一個(gè)影響器件反向恢復(fù)的主要因素是材料缺陷，經(jīng)反復(fù)的試驗(yàn)及分析發(fā)現(xiàn)，來自直拉單晶硅襯底材料的間隙氧在器件工藝過程中會(huì)形成氧沉淀而對(duì)器件的少子壽命產(chǎn)生嚴(yán)重影響，進(jìn)行影響器件的反向恢復(fù)時(shí)間。
隨著硅片直徑的增大及步進(jìn)式光刻機(jī)的廣泛應(yīng)用。當(dāng)采用8英寸硅襯底生長(zhǎng)>100微米以上的外延層時(shí)，片內(nèi)厚度偏差會(huì)導(dǎo)致全局平整度及局部平整度的變化會(huì)導(dǎo)致光刻無(wú)法對(duì)焦、背面多晶硅生長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致背面平整度差而最終光刻時(shí)真空吸不住等問題。
本文采用8苵寸低間隙氧電阻率<0.004歐姆、厘米的重?fù)缴?11晶向硅襯底，外延生長(zhǎng)快恢復(fù)二極管用外延材料。對(duì)于兩層之間的過渡及第一層和襯底之間的過渡區(qū)控制，采用摻雜漸變技術(shù)，使兩個(gè)過渡區(qū)精確可控，兩個(gè)外延層平坦、重復(fù)性好；同時(shí)采用背面處理技術(shù)，厚層生長(zhǎng)時(shí)背面多晶硅也會(huì)生長(zhǎng)，造成真空吸不住及平整度差等問題，而我們采用了邊緣特別處理及背面硅渣的處理技術(shù)，成功的解決了此問題；通過改進(jìn)設(shè)備進(jìn)氣口的設(shè)置，成功的解決了厚度均勻性控制問題。在材料生長(zhǎng)過程中還會(huì)遇到因?yàn)楹駥油庋訉雍鸵r底材料間應(yīng)力造成的形變及滑移等問題，通過控制基座高度、升溫速率、生長(zhǎng)速率、襯底材料邊緣等成功的實(shí)現(xiàn)了100%無(wú)滑移的材料控制技術(shù)。產(chǎn)品參數(shù)典型結(jié)果為：厚度均勻性(EE10mm)<1.5%；電阻率均勻性(EE10mm)<2%；GBIR：<8um；STIR <1um，強(qiáng)光燈下100%無(wú)滑移，背面及邊緣平整度也達(dá)到了和國(guó)外同類產(chǎn)品相當(dāng)?shù)乃健?br />
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