??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口，因此實現(xiàn)該產(chǎn)品的穩(wěn)定批重生產(chǎn)，對國內(nèi)節(jié)能、變頻、及汽車電子等行業(yè)的國產(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緩沖層后擴展明顯減慢，這樣，經(jīng)過少數(shù)載流子存儲時間之后。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)及分布是生長快恢復(fù)二極管用外延材料的一個難點；另一個影響器件反向恢復(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形成氧沉淀而對器件的少子壽命產(chǎn)生嚴(yán)重影響，進行影響器件的反向恢復(fù)時間。
隨著硅片直徑的增大及步進式光刻機的廣泛應(yīng)用。當(dāng)采用8英寸硅襯底生長>100微米以上的外延層時，片內(nèi)厚度偏差會導(dǎo)致全局平整度及局部平整度的變化會導(dǎo)致光刻無法對焦、背面多晶硅生長會導(dǎo)致背面平整度差而最終光刻時真空吸不住等問題。
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，外延生長快恢復(fù)二極管用外延材料。對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)，使兩個過渡區(qū)精確可控，兩個外延層平坦、重復(fù)性好；同時采用背面處理技術(shù)，厚層生長時背面多晶硅也會生長，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；通過改進設(shè)備進氣口的設(shè)置，成功的解決了厚度均勻性控制問題。在材料生長過程中還會遇到因為厚層外延層和襯底材料間應(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、生長速率、襯底材料邊緣等成功的實現(xiàn)了100%無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，強光燈下100%無滑移，背面及邊緣平整度也達到了和國外同類產(chǎn)品相當(dāng)?shù)乃健?br />
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