半绝缘多晶硅薄膜的钝化与性能研究

通过LPCVD的方法,在Si基体表面制备了掺氧半绝缘多晶硅薄膜(SIPOS),分析了钝化机理,讨论了不同流量比与沉积速率、含氧量的关系以及SIPOS膜的含氧量对膜系结构、电阻率、折射率的性能影响,获得了最佳钝化条件,测试结果表明SIPOS薄膜晶体管击穿电压高、可靠性好、性能更稳定,可以满足现代生产的需要。

半绝缘多晶硅在MOS集成电路上的应用

半绝缘多晶硅(SIPOS)是一种掺氧多晶硅,其电阻率一般在10~8～10^(10)Ω·cm范围。在半导体器件中,用它取代SiO_2作钝化膜具有良好的钝化作用。本文主要介绍SIPOS钝化技术在MOS集成电路上的应用。

具有半绝缘多晶硅完全三维超结横向功率器件

为了突破传统LDMOS(lateral double-diffused MOSFET)器件击穿电压与比导通电阻的硅极限的2.5次方关系,降低LDMOS器件的功率损耗,提高功率集成电路的功率驱动能力,提出了一种具有半绝缘多晶硅SIPOS(semi-insulating poly silicon)覆盖的完全3 D-RESURF(three-dimensional reduced surface field)新型super junction-LDMOS结构(SIPOS SJ-LDMOS).这种结构利用SIPOS的电场调制作用使SJ-LDMOS的表面电场分布均匀,将器件单位长度的耐压量提高到19.4 V/μm;覆盖于漂移区表面的SIPOS使SJ-LDMOS沿三维方向均受到电场调制,实现了LDMOS的完全3 D-RESURF效应,使更高浓度的漂移区完全耗尽而达到高的击穿电压;当器件开态工作时,覆盖于薄场氧化层表面的SIPOS的电场作用使SJ-LDMOS的漂移区表面形成多数载流子积累,器件比导通电阻降低.利用器件仿真软件ISE分析获得,当SIPOS SJ-LDMOS的击穿电压为388 V时,比导通电阻为20.87 mΩ.cm^2,相同结构参数条件下,N-buffer SJ-LDMOS的击穿电压为287 V,比导通电阻为31.14 mΩ.cm^2;一般SJ-LDMOS的击穿电压仅为180 V,比导通电阻为71.82 mΩ.cm^2.

半绝缘多晶硅薄膜的制备与应用

本文对ＬＰＣＶＤ半绝缘多晶硅（ＳＩＰＯＳ）薄膜工艺进行了研究，分析和讨论了工艺参数对薄膜淀积过程以及性能的影响。并较详细介绍了ＳＩＰＯＳ薄膜在高压功率器件领域的应用。

LPCVD半绝缘多晶硅的性质和应用研究

成功地用LPCVD技术制取了优质SIPOS膜。SIPOS膜的生长速率与生长过程中的N_2O/S_iH-4流量比密切相关,SIPOS膜的众多性质中起决定性作用的是其内的氧原子浓度,而膜中氧原子浓度的高低也取决于生长过程中的N_2O/S_iH_4流量比。MO(SI)S结构的C—V特性测量及实际应用试验表明,SIPOS膜具有优良的钝化性质和钝化效果。

半绝缘多晶硅在高可靠大功率硅开关三极管中的应用

介绍了掺氧半绝缘多晶硅（Ｏ一ＳＩＰＯｓ）及掺氮半绝缘多晶硅（Ｎ一ＳＩＰＯＳ）薄膜的制备方法，生长条件及其在高可靠大功率开关三极管３ＤＫ１０６中的应用，以及主要电参数的测试结果，并且对本工艺所带来的特点进行了初步分析。

平面工艺功率型半导体晶体管铝迁移实验

在平面工艺制造的功率型半导体晶体管芯片表面,发现高强度电场条件下存在跨越0.05 mm半绝缘硅带的铝迁移现象,对此开展了一系列实验研究.通过开帽物理观察与分析、低温测试与烘干验证、迁移物质分析对比,确定了迁移现象中的迁移物质,同时分别取证环境温度、湿度、芯片表面污染物以及器件局部结构与此迁移现象的关联性,以此提出了迁移机理假说,为在不同的诱发条件下对此迁移机理进行确认和量化研究提供指导.

功率半导体器件终端SIPOS/PI复合钝化结构研究

本文采用直流辉光放电法在台面功率半导体器件上生长SIPOS钝化膜.研究结果表明,SIPOS钝化的功率器件性能要好于聚酰亚胺钝化的功率器件,可以有效地提高功率器件的可靠性.基于此提出了SIPOS/PI复合钝化结构来改善台面功率半导体器件的表面特性.

LPCVD制备SIPOS薄膜淀积工艺的研究

SIPOS薄膜的含氧量是一个非常重要的工艺参数 .文中研究了用LPCVD法制备SIPOS薄膜的各种特性参数与含氧量的变化关系 ,提出了SIPOS薄膜生长的最佳工艺条件 .为SIPOS薄膜钝化技术的实用化奠定了基础 .

SIPOS—Si异质结二极管

文章主要研究n'p、p'n和p'p三种SIPOS(半绝缘多晶硅)-Si异质结二极管的I-V特性,并算出了相应的理想因子和势垒高度。在同样掺杂条件下,异质结具有比同质结二极管更高的注入比、更高的反向击穿电压和低漏电流。

SIPOS薄膜工艺及其稳定性研究

SIPOS半绝缘多晶硅薄膜在分立式器件特别是一些高压器件的钝化中有着广泛的应用,其不仅能够提升器件的反向击穿电压,而且也极大地提高了器件的可靠性。文章阐述了SIPOS薄膜的器件钝化机理,工艺过程中各参数对薄膜特性及应用的影响。同时通过实验设计DOE对LPCVD(化学气相沉积)系统的各个参数进行工程实验,分析了相关参数对薄膜沉积速率及特性的影响,并通过对实验结果的模型推导,得出相关工艺参数与产品电学性能之间的关系实验模型,并进一步阐述了工艺稳定性控制的方法,为SIPOS薄膜在工艺的实际工程应用中以及工艺的稳定性控制上提供可靠的技术支持。

SIPOS纵向结构对晶体管电压特性的影响

通过对半绝缘多晶硅(SIPOS)膜纵向结构均匀性不同结果的对比,论述了SIPOS膜成分的纵向结构分布对晶体管的钝化作用的影响,同时根据实际生产提出一些改进SIPOS膜结构的方法。

SIPOS钝化功率晶体管“双线击穿”曲线现象的分析

测试半绝缘掺氧多晶硅(SIPOS)层钝化的功率晶体管管芯反向击穿电压曲线时,出现异常击穿曲线——"双线击穿"曲线现象。通过对SIPOS钝化的功率晶体管管芯进行逐层腐蚀,再进行反向击穿曲线测试,以及扫描电镜对SIPOS层结构进行能谱分析,结果显示SIPOS层中氧含量过大,从而产生界面效应造成击穿电压回移,并解释了在应用特定测试仪器测试时显示出"双线击穿曲线"的现象,同时提出解决双线击穿曲线现象的方法。

高性能场终止寿命控制FRD芯片工艺研究

快恢复二极管(Fast recovery diode,FRD)是重要的功率器件,广泛应用于智能电网、新能源汽车、光伏和轨道牵引等重要场合,具有重要的战略意义和市场价值。为了突破FRD的关键技术瓶颈,本项目研究了高性能场终止寿命控制1 200 V等系列FRD芯片工艺技术。采用H+注入辐照局域寿命控制技术与电子辐照全局寿命控制技术,兼顾了提高软度因子和降低反向恢复时间两方面的关键性能要求。采用扩散片衬底引入场终止层结构极大地改善了快恢复二极管的软度因子,改善了正向导通压降V f,提高了器件的高温耐压特性。测试结果表明,研制的1 200 V FRD器件正向导通电压为1.6~2.0 V,反向击穿电压为1 270~1 380 V,反向恢复时间为100~200 ns,与国际同类高性能FRD器件性能相当。快速高可靠性FRD的成功研制,对我国突破高性能FRD在高端领域的制造工艺技术具有重要的意义。

3DK20900高反压大功率硅NPN晶体管的研制

本文较详细地介绍了3KD20900高反压大功率硅NPN晶体管的研制过程和生产工艺。该器件最大集电极电流I_(cm)=20A,最大耗散功率P_(cm)=250W,C-E结反向击穿电压V_[(BR)(ceo)]≥900V,C-B结反向击穿电压V_[(BR)(cbo)]≥1200V,属国内首创,技术性能指标基本达到国际同类军用产品水平。