??碳化硅二極管成品率限制因素
作者：海飛樂技術(shù) 時(shí)間：2018-05-04 17:03
一般情況下，當(dāng)使用熱壁外沿反應(yīng)器后，可以獲得相對(duì)均勻的器件開態(tài)導(dǎo)通特性，以及良好的陽極歐姆金屬化工藝過程。但是，由于要實(shí)現(xiàn)一定的阻擋電壓，4H-SiC器件的成品率依賴于材料、工藝和設(shè)計(jì)方面等問題。與材料相關(guān)的問題包括：晶圓上的微管缺陷，外延生長(zhǎng)中的相關(guān)缺陷和晶格缺陷中的位錯(cuò)和層錯(cuò)。很難量化這些因素對(duì)器件成品率的影響，這些綜合因素對(duì)器件的影響。與工藝過程相關(guān)的問題包括：不同JTE終端離子注入的活性，磨刻蝕的均勻性和用于邊界鈍化的電介質(zhì)質(zhì)量。對(duì)成品率有影響的設(shè)計(jì)問題包括：結(jié)邊界的直徑和不同JTE終端離子注入的劑量選擇。研究表明，很難將這些對(duì)器件產(chǎn)生影響的參數(shù)分開。假設(shè)一個(gè)隨機(jī)的缺陷分布，器件的成品率為
Y=e-Ad (1)
式中，Y是成品率；A是器件的面積(cm2)，而d是單位面積(cm2)的缺陷密度。許多研究者提出現(xiàn)代高壓器件中的最大成品率限制因素是微管缺陷。圖1顯示式(1)給出的不同缺陷密度，器件電流密度(100A/cm2)決定的成品率。PiN二極管的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，4.5kV阻斷電壓情況下，1.0mm2的二極管成品率為52%。對(duì)于面積為4.0mm2的二極管，當(dāng)阻斷電壓大于4.5kV時(shí)，成品率為20%；對(duì)于9.0mm2面積的二極管，大于7kV阻斷電壓的成品率為22%。所有這些器件顯示了室溫下具有非常硬的擊穿特性，并且器件的制造應(yīng)用相似的工藝過程。然而9.0mm2的二極管是在1.0mm2和4.0mm2二極管制造18個(gè)月之后制造的，微管缺陷密度的改善使其具有略高的成品率。
圖1 4.5kV，4.5kV和7kV的1mm2、4.0mm2、9mm2器件的理論和實(shí)驗(yàn)成品率。
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