SIPOS鈍化功率晶體管雙線擊穿現(xiàn)象的研究.pdf

1、SIPOS鈍化的平面功率晶體管采用半絕緣摻氧多晶硅和二氧化硅的多層表面鈍化技術(shù)。其中半絕緣摻氧多晶硅（Semi-Insulating Polycrystalline-Silicon，SIPOS）作為一種新的鈍化技術(shù)，制備在器件襯底表面能有效的屏蔽外部電場，改善了厚SiO2直接作鈍化層時對Na+等堿金屬離子掩蔽能力差、SiO2與硅襯底界面處存在界面效應(yīng)和雪崩熱載流子容易在SiO2層中貯存等缺點(diǎn)。因此使用SIPOS薄膜作功率晶體管的鈍化層，

2、穩(wěn)定器件電學(xué)性能，可以使功率器件獲得更高的耐壓。 在實際生產(chǎn)中，某些批次的SIPOS鈍化平面功率晶體管在“中測”過程中，發(fā)現(xiàn)反向擊穿電壓曲線為“雙線擊穿”的異?，F(xiàn)象。并且出現(xiàn)這種異常擊穿曲線現(xiàn)象的管芯占整個晶圓的90％以上，這種異常擊穿的“早期失效”嚴(yán)重影響了該系列功率晶體管的良品率。 本文針對SIPOS鈍化功率晶體管出現(xiàn)的“雙線擊穿”曲線現(xiàn)象，分析了SIPOS鈍化平面功率晶體管的結(jié)構(gòu)和制備工藝，以及SIPOS層性質(zhì)與鈍

3、化機(jī)理；根據(jù)SIPOS鈍化功率晶體管的縱向結(jié)構(gòu)，對出現(xiàn)“雙線擊穿”曲線現(xiàn)象的管芯進(jìn)行逐層腐蝕和反向擊穿電壓的測試，發(fā)現(xiàn)腐蝕掉SIPOS層后的管芯，“雙線擊穿”曲線現(xiàn)象基本消除；通過對SIPOS層進(jìn)行元素能譜分析，結(jié)果顯示出現(xiàn)“雙線擊穿”曲線現(xiàn)象管芯的SIPOS層氧含量為45％左右，超過標(biāo)準(zhǔn)約10％；最后還分析了QT-2型晶體管特性測試儀本身特性與出現(xiàn)“雙線擊穿”曲線現(xiàn)象的關(guān)系。 結(jié)果表明，嚴(yán)重超標(biāo)的氧含量使SIPOS層呈現(xiàn)SiO