載流子壽命對雙極型器件來說是一個十分重要的參數(shù),它對器件的主要參數(shù)都有一定程度的影響。對功率
限幅二極管、晶閘管、IGBT等高壓器件而言,為了得到較低的通態(tài)損耗,維持較長的載流子壽命是很有必要的;另一方面,為了將反向恢復電荷最小化以加快器件的關斷,使器件工作在較高的頻率,又要求縮短載流子的壽命。
載流子壽命控制根據(jù)應用可以分兩類:一是長載流子壽命控制技術；二是短載流子壽命控制技術。
長載流子壽命控制技術
在剛生長的硅單晶中,載流子壽命可以長達1ms然而在高溫處理過程中會在硅晶片內(nèi)產(chǎn)生大量晶格缺陷,而且研磨和拋光時殘留在表面的雜質(zhì)、從石英管和石英舟引入的雜質(zhì)、進行刻蝕和清冼處理時從一些化學物質(zhì)中吸收的污染物等等會從硅表面進入體內(nèi),引入像鐵、銅、金等一些不希望存在的雜質(zhì),從而造成硅晶片的沾污。上述這兩種情況均會引入復合中心,導致載流子壽命的縮短。
為了減少這些沾污,在清洗硅片時需要使用高純度(電學級)的化學材料；擴散源、氣體、擴散管、擴散舟等均要有很高的純度;要對工藝操作環(huán)境進行很好地控制。在最后的高溫處理結束后緩慢地對晶片進行降溫(每分鐘降溫不超過1℃),可以把晶格缺陷濃度降到最小,進行磷擴散時,硅片表面會覆蓋有一層磷硅玻璃(PSG),采用上述降溫方法可以顯著降低缺陷密度。那些能夠產(chǎn)生深陷阱能級的金屬雜質(zhì)通常會在硅內(nèi)以間隙-替位方式迅速地擴散,首先遷移通過間隙位置,接著通過“KICK-OUT”機制填充晶格空位或取代硅原子而變?yōu)樘嫖恍碗s質(zhì)。這些雜質(zhì)會向覆蓋有PSG層的表面擴散,并在表面處以及磷硅玻璃或其下面的n+層形成化合物。當進行了硼擴散而形成覆蓋有硼硅玻璃的p+層時也會有類似的情況出現(xiàn),通常稱之為“雜質(zhì)汲取”。這是用以降低器件關鍵區(qū)域的缺陷和雜質(zhì)濃度的一項十分有用的技術,另一種汲取方法是利用研磨的方法在晶片的某一表面上形成機槭損傷,陷阱雜質(zhì)會迅擴散并占據(jù)在損傷層下面形成的空位。
單獨或者綜合應用上述技術,可以制得即使是經(jīng)過高溫工藝處理以后載流子壽命仍超過100μs的器件,這對高壓晶閘管和限幅二極管的制造是特別重要的。
上述就是
國創(chuàng)所講解的限幅二極管的長載流子壽命控制技術，希望看完能夠?qū)δ兴鶐椭?，如果您想要了解更多關于限幅二極管的相關信息的話，歡迎在線咨詢客服或是撥打本公司服務熱線029-85251919進行咨詢，我們將竭誠為您提供優(yōu)質(zhì)的服務！
