快恢复二极管的位错分析方法研究

  在现代电力电子线路中功率二极管负起隔离、吸收等越来越多的功能，对于二极管来说除了电压、电流的指标外，反向恢复特性成为主要关注参数，目前国内很多半导体器件公司致力于开发快恢复二极管产品。
  快恢复二极管为了提高开关速度的方式是在二极管中通过铂扩散工艺形成复合中心，通过本工艺形成替位原子，这样可得到很好的高温稳定性，并且为了得到较好的二极管正向压降(VF)反向恢复时间(TRR)特性，一般使用硅外延片作为基础材料，而当VF-TRR不理想时，在分析影响是否来源于外延缺陷就很难判定了。本研究通过实验分析了外延工序与铂扩散工序引起的位错缺陷的不同从而分析出缺陷的来源。
 
  1. 实验
  选取5组样品分别为扩铂片3片，使用砂轮打磨过的外延片1片，有位移缺陷的外延片1片，分别进行如表1实验；
  磨角方法可参照图1沿着2 °52'进行研。使用0.1微米的金刚石研磨膏对磨角表面进行抛光。

 
  2. 结果与讨论
  2.1扩铂片直接属腐蚀分析
  对比实验1与实验2的结果。
  通过对比两图中由于表面损伤层的存在很容易干扰到表面位错的观测结果，并且实验2表明，损伤层在直接腐蚀的情况下不仅不会因为腐蚀的深度加深而消失，反而会更加明显。
  因此想要观测扩铂片表面缺陷情况需要先将表面损伤层去除。   2.2损伤层去除实验分析
  实验4结果见图3。
  表面损伤层在研磨面处不会受到表面损伤层的干扰。  
  2.3磨角法腐蚀分析外延位错与扩铂位错之间的区別
  对比实绩3与实验5见图4。
  实验中扩铂工艺产生的位错存在于浅层区域即外延层表层。实验5外延工艺产生的位错则会贯穿整个界面，从外延区域到衬底区城均能见到位错。
  3. 结论
  本文通过实验论证可快恢复二极管制作过程中，扩铂工艺与外延工艺产生的位错分布的不同。实验结果表明，扩铂工艺产生的位错只存在于浅层区域。从图中可以计算铂扩散的深度，外延工艺产生的位错则会在整个界面都能见到，在外延片的衬底区域显现同样能够见到。因此，当快恢复二极管出现TRR不理想时，如果怀疑是外延工序的影响。可用本方法进行研究论证。



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