快恢復二極管的位錯分析方法研究

  在現(xiàn)代電力電子線路中功率二極管負起隔離、吸收等越來越多的功能，對于二極管來說除了電壓、電流的指標外，反向恢復特性成為主要關注參數(shù)，目前國內很多半導體器件公司致力于開發(fā)快恢復二極管產品。
  快恢復二極管為了提高開關速度的方式是在二極管中通過鉑擴散工藝形成復合中心，通過本工藝形成替位原子，這樣可得到很好的高溫穩(wěn)定性，并且為了得到較好的二極管正向壓降(VF)反向恢復時間(TRR)特性，一般使用硅外延片作為基礎材料，而當VF-TRR不理想時，在分析影響是否來源于外延缺陷就很難判定了。本研究通過實驗分析了外延工序與鉑擴散工序引起的位錯缺陷的不同從而分析出缺陷的來源。
 
  1. 實驗
  選取5組樣品分別為擴鉑片3片，使用砂輪打磨過的外延片1片，有位移缺陷的外延片1片，分別進行如表1實驗；
  磨角方法可參照圖1沿著2 °52'進行研。使用0.1微米的金剛石研磨膏對磨角表面進行拋光。

 
  2. 結果與討論
  2.1擴鉑片直接屬腐蝕分析
  對比實驗1與實驗2的結果。
  通過對比兩圖中由于表面損傷層的存在很容易干擾到表面位錯的觀測結果，并且實驗2表明，損傷層在直接腐蝕的情況下不僅不會因為腐蝕的深度加深而消失，反而會更加明顯。
  因此想要觀測擴鉑片表面缺陷情況需要先將表面損傷層去除。   2.2損傷層去除實驗分析
  實驗4結果見圖3。
  表面損傷層在研磨面處不會受到表面損傷層的干擾。  
  2.3磨角法腐蝕分析外延位錯與擴鉑位錯之間的區(qū)別
  對比實績3與實驗5見圖4。
  實驗中擴鉑工藝產生的位錯存在于淺層區(qū)域即外延層表層。實驗5外延工藝產生的位錯則會貫穿整個界面，從外延區(qū)域到襯底區(qū)城均能見到位錯。
  3. 結論
  本文通過實驗論證可快恢復二極管制作過程中，擴鉑工藝與外延工藝產生的位錯分布的不同。實驗結果表明，擴鉑工藝產生的位錯只存在于淺層區(qū)域。從圖中可以計算鉑擴散的深度，外延工藝產生的位錯則會在整個界面都能見到，在外延片的襯底區(qū)域顯現(xiàn)同樣能夠見到。因此，當快恢復二極管出現(xiàn)TRR不理想時，如果懷疑是外延工序的影響。可用本方法進行研究論證。



上一篇：什么是肖特基勢壘光電二極管?
下一篇：快恢復二極管的反向漏電流