快恢復(fù)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(fù)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(biāo)外，反向恢復(fù)特性成為主要關(guān)注參數(shù)，目前國內(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，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)驗分析了外延工序與鉑擴(kuò)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(shí)驗
  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；
  磨角方法可參照圖1沿著2 °52'進(jìn)行研。使用0.1微米的金剛石研磨膏對磨角表面進(jìn)行拋光。

 
  2. 結(jié)果與討論
  2.1擴(kuò)鉑片直接屬腐蝕分析
  對比實(shí)驗1與實(shí)驗2的結(jié)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(jié)果，并且實(shí)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(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)驗分析
  實(shí)驗4結(jié)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(kuò)鉑位錯之間的區(qū)別
  對比實(shí)績3與實(shí)驗5見圖4。
  實(shí)驗中擴(kuò)鉑工藝產(chǎn)生的位錯存在于淺層區(qū)域即外延層表層。實(shí)驗5外延工藝產(chǎn)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(jié)論
  本文通過實(shí)驗論證可快恢復(fù)二極管制作過程中，擴(kuò)鉑工藝與外延工藝產(chǎn)生的位錯分布的不同。實(shí)驗結(jié)果表明，擴(kuò)鉑工藝產(chǎn)生的位錯只存在于淺層區(qū)域。從圖中可以計算鉑擴(kuò)散的深度，外延工藝產(chǎn)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(dāng)快恢復(fù)二極管出現(xiàn)TRR不理想時，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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