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《提高晶閘管高溫反偏性能的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、提高晶閘管高溫反偏性能的研究 【摘要】分析了晶閘管高溫反偏的失效模式；影響晶閘管高溫反偏性能的主要原因是表面沾污；改變SiO2的生長工藝，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量和在高溫環(huán)境下的可靠性。 【關(guān)鍵詞】高溫反偏；表面沾污；質(zhì)量；可靠性 0引言 我公司近年來積極推動晶閘管的銷售工作，其主要應(yīng)用于高能量的起輝（點火）電路、高壓發(fā)生器、過壓保護(hù)、振蕩器、代替晶閘管電路等方面。高壓發(fā)生器電路，用于空調(diào)、電冰箱，作為電子殺菌、除臭用；低電壓輸入的電子起輝電路，用于高壓燈（汞燈，鈉燈等）觸發(fā)、日光燈啟輝、燃?xì)恻c火、灶具，熱水器點火。由此可見它們經(jīng)常
2、在60℃以上的環(huán)境中工作，芯片的結(jié)溫常常會達(dá)到125℃以上，因此，提高產(chǎn)品的高溫反偏能力是非常有意義的。用傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)，它們的高溫反偏合格率只能達(dá)到50%左右，針對這一現(xiàn)象，我們提出了提高產(chǎn)品的高溫反偏篩選合格率的工藝技術(shù)，以期解決問題，使我們產(chǎn)品的質(zhì)量和高溫環(huán)境下的可靠性得以提高，最終讓我們的產(chǎn)品更加有競爭優(yōu)勢?！ ?高溫反偏失效機理分析 在做高溫反偏時都不同程度的存在結(jié)退化的現(xiàn)象。在125℃4條件下做高溫反偏，反向漏電流會隨著時間的增加而逐漸增大，有一些呈收斂狀態(tài)，而有一些是呈非收斂的狀態(tài)。Si平面結(jié)的反向特性是由體內(nèi)結(jié)的反向特
3、性和表面結(jié)的反向特性共同決定的。一般情況下，體內(nèi)結(jié)反向特性是比較穩(wěn)定的，而表面結(jié)反向特性的穩(wěn)定性是比較差的。因為為了解決平面工藝中定于擴散和器件穩(wěn)定性問題，常常需要在Si表面生長一層SiO2，在這系統(tǒng)中常常有電荷存在，在高溫反向偏置的條件下，這些電荷和界面效應(yīng)會嚴(yán)重的影響半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能?！ ∫韵率俏覀兙唧w實驗的數(shù)據(jù)： 從以上數(shù)據(jù)可以看出，大部分管子失效，失效模式大致可分為以下兩種：表面離子遷移和軟擊穿。 ?。?）表面離子遷移：離子會沿氧化物表面遷移，可激活Si層中的局部缺陷使器件退化，如Na離子向pn結(jié)附近的金屬化層遷移，使金
4、屬下面的感應(yīng)結(jié)變寬，使漏電流增加，從而使擊穿電壓降低?！ 。?）軟擊穿：Si-SiO2系統(tǒng)中存在電荷和界面效應(yīng)起著表面復(fù)合中心的作用，就會在表面產(chǎn)生復(fù)合電流，當(dāng)pn結(jié)反向偏置時，這部分電流直接從表面流過，形成表面漏電流，也使pn結(jié)得反向電流不飽和，而且隨著外加反向電壓的增高而增大，從而形成軟擊穿。 2改進(jìn)措施 Si-SiO2系統(tǒng)中存在電荷和界面效應(yīng)都和Si片4表面的沾污狀況有著密切的關(guān)系，沾污越嚴(yán)重，表面電荷量越大，而且主要是正電荷，在高溫一定的反向偏置下，這些正電荷向集電結(jié)附近的氧化層中移動，使集電結(jié)表面的擊穿電壓降低。嚴(yán)重時會
5、形成近表面的集電結(jié)局部擊穿，反向漏電流增加，從而導(dǎo)致器件失效。為了改善高溫條件下器件的性能，我們從SiO2的生長工藝方面進(jìn)行。我們采用C2HCl3摻cl氧化工藝來生長SiO2層。工藝改進(jìn)后的實驗數(shù)據(jù)（表2） 從以上數(shù)據(jù)可以看出，管子只有2支失效。實驗表明cl原子和金屬堿性離子主要分布在Si-SiO2界面，靠近Si側(cè)10～20mm處，因此cl原子可以吸除可動金屬離子。通過改進(jìn)SiO2的生長工藝，使得SIDAC在125℃條件下高溫反偏篩選合格率得到很大提高。 3結(jié)束語 實驗表明摻cl氧化工藝改進(jìn)半導(dǎo)體的表面狀態(tài)，吸除了可動金屬離子，
6、有效地減輕和消除了芯片制造過程中的表面沾污，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和在高溫環(huán)境下的可靠性。在以后的工作中，我們還需繼續(xù)深入研究，讓我們的產(chǎn)品更加有競爭優(yōu)勢。 【參考文獻(xiàn)】 [1][美]施敏，梅凱瑞.半導(dǎo)體制造工藝基礎(chǔ).陳軍寧，柯導(dǎo)明，孟堅，譯.安徽大學(xué)出版社，2007，4. [2]電子工業(yè)半導(dǎo)體專業(yè)工人技術(shù)教材編寫組.半導(dǎo)體器件工藝[M].上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1984，1. [3]主編：莊同曾，副主編：張安康，黃蘭芳.集成電路制造技術(shù)─原理與實踐[M].電子工業(yè)出版社，1987，10. [4]揚晶琦.電力電子器件原理與設(shè)計[M
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