快恢復(fù)二極管的位錯(cuò)分析方法研究

  在現(xiàn)代電力電子線路中功率二極管負(fù)起隔離、吸收等越來越多的功能，對(duì)于二極管來說除了電壓、電流的指標(biāo)外，反向恢復(fù)特性成為主要關(guān)注參數(shù)，目前國(guó)內(nèi)很多半導(dǎo)體器件公司致力于開發(fā)快恢復(fù)二極管產(chǎn)品。
  快恢復(fù)二極管為了提高開關(guān)速度的方式是在二極管中通過鉑擴(kuò)散工藝形成復(fù)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(fù)時(shí)間(TRR)特性，一般使用硅外延片作為基礎(chǔ)材料，而當(dāng)VF-TRR不理想時(shí)，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(shí)驗(yàn)分析了外延工序與鉑擴(kuò)散工序引起的位錯(cuò)缺陷的不同從而分析出缺陷的來源。
 
  1. 實(shí)驗(yàn)
  選取5組樣品分別為擴(kuò)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(jìn)行如表1實(shí)驗(yàn)；
  磨角方法可參照?qǐng)D1沿著2 °52'進(jìn)行研。使用0.1微米的金剛石研磨膏對(duì)磨角表面進(jìn)行拋光。

 
  2. 結(jié)果與討論
  2.1擴(kuò)鉑片直接屬腐蝕分析
  對(duì)比實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)2的結(jié)果。
  通過對(duì)比兩圖中由于表面損傷層的存在很容易干擾到表面位錯(cuò)的觀測(cè)結(jié)果，并且實(shí)驗(yàn)2表明，損傷層在直接腐蝕的情況下不僅不會(huì)因?yàn)楦g的深度加深而消失，反而會(huì)更加明顯。
  因此想要觀測(cè)擴(kuò)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(shí)驗(yàn)分析
  實(shí)驗(yàn)4結(jié)果見圖3。
  表面損傷層在研磨面處不會(huì)受到表面損傷層的干擾。  
  2.3磨角法腐蝕分析外延位錯(cuò)與擴(kuò)鉑位錯(cuò)之間的區(qū)別
  對(duì)比實(shí)績(jī)3與實(shí)驗(yàn)5見圖4。
  實(shí)驗(yàn)中擴(kuò)鉑工藝產(chǎn)生的位錯(cuò)存在于淺層區(qū)域即外延層表層。實(shí)驗(yàn)5外延工藝產(chǎn)生的位錯(cuò)則會(huì)貫穿整個(gè)界面，從外延區(qū)域到襯底區(qū)城均能見到位錯(cuò)。
  3. 結(jié)論
  本文通過實(shí)驗(yàn)論證可快恢復(fù)二極管制作過程中，擴(kuò)鉑工藝與外延工藝產(chǎn)生的位錯(cuò)分布的不同。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，擴(kuò)鉑工藝產(chǎn)生的位錯(cuò)只存在于淺層區(qū)域。從圖中可以計(jì)算鉑擴(kuò)散的深度，外延工藝產(chǎn)生的位錯(cuò)則會(huì)在整個(gè)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(dāng)快恢復(fù)二極管出現(xiàn)TRR不理想時(shí)，如果懷疑是外延工序的影響?？捎帽痉椒ㄟM(jìn)行研究論證。



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