收藏本站
《浙江大学》 2001年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

微氮硅单晶在功率器件中的应用研究

路景刚  
【摘要】: 近年来,硅中氮的行为被广泛深入地研究。通常,在大规模集成电路工艺中氮气广泛地 用作保护气和载气。人们知道,氮在硅中能够抑制微缺陷的形成,并能通过钉札位错提高硅 片的机械强度。近年来,人们发现,直拉硅单晶中的氮能够提高集成电路的成品率和性能。 但是,直拉硅中氮的行为还有许多方面不很清楚。在本文中,我们研究了掺氮直拉硅单晶中 工艺诱生缺陷的特点以及它们对功率二极管和开关晶体管性能的影响。 为了研究氮掺杂对器件特性的影响,在氮气氛保护下分别生长3英寸和4英寸的掺氮硅 单晶用于制造二极管和晶体管。在每一步工艺过程后,对硅片进行解理断口光学显微镜分析 和傅利叶交换红外光谱分析(FTIR)。最后,对器件特性参数进行测试并找出它们与工艺诱生 缺陷的相互关联。在本实验中,氩气氛保护下生长的、具有基本相同的间隙氧含量和热历史 的普通直拉硅单晶被用作比较样品。 实验发现,在二极管工艺过程后,掺氮硅单晶中的全部过饱和间隙氧都沉淀下来,间隙 氧浓度下降到相应工艺温度对应的固溶度值。相反,在普通硅片中只有很少的间隙氧沉淀下 来。当掺氮硅片中的起始间隙氧含量超过10~(18)cm~(-3),在二极管工作区中有较多的位错(~10~5cm~(-2)) 形成,并最终导致二极管的反向恢复时间下降。试验发现,氮掺杂对二极管的反向击穿电压 和正向导通电压没有明显的影响。由试验结果可得到以下结论:(1)在二极管工艺过程中, 氮掺杂显著的促进间隙氧的沉淀;(2)当硅片中间隙氧浓度较高时,氮掺杂将损害二极管的 反向恢复时间特性;反之,如果间隙氧浓度较低,则氮掺杂对二极管的特性参数没有显著的 影响。 为了获得开关晶体管所必需的重掺杂衬底,在开关晶体管工艺中有一步长时间、高温磷 扩散工艺-主扩散工艺。在主扩散工艺中,NCZ硅片和ACZ硅片的高阻层中有密度基本相同的 位错产生。但是,ACZ硅片中的位错分布极不均匀,而NCZ硅片中的位错分布却很均匀。试 验发现,在主扩散之后的工艺过程中,硅片高阻层中的位错密度和分布都基本保持不变。晶 体管的存储时间测量结果显示了位错分布和晶体管存储时间分布之间的很好的对应性:掺氮 硅单晶制造的晶体管的存储时间分布的均匀性较好;普通硅单晶制造的晶体管的存储时间分 布均匀性则比较差。由试验结果可得到以下结论:氮掺杂使得器件活性区中的位错分布更均 匀,并相应的提高晶体管存储时间分布的均匀性。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TN36

手机知网App
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 刘培东,余思明,李立本,张锦心,阙端麟;硅中的氮氧复合物和碳氧复合物[J];半导体学报;1992年11期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 刘培东;硅中的碳、氮、氧及其相互作用[D];浙江大学;2003年
2 余学功;大规模集成电路用直拉硅单晶的缺陷工程[D];浙江大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 吴承龙;中子辐照微氮直拉硅单晶辐照效应的研究[D];浙江大学;2002年
2 裴艳丽;直拉硅单晶的快速热处理(RTP)研究[D];浙江大学;2003年
3 陈海龙;氮离子注入硅中氮及氮相关复合体的研究[D];浙江大学;2006年
4 冯琰;直拉硅单晶中氧沉淀的熟化[D];浙江大学;2008年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨谨福;;生产〈110〉硅单晶[J];稀有金属;1983年05期
2 杨德仁,阙端麟;高温退火硅单晶中氧和氮杂质性质[J];半导体学报;1996年01期
3 ;我国研制成功控制直柱硅单晶生长的环形永磁体[J];世界电子元器件;2000年08期
4 张继荣,殷海丰,佟丽英,刘锋,赵光军;n型高阻硅单晶电阻率均匀性的控制[J];半导体技术;2004年09期
5 苏怀祥;高真空拉制硅单晶[J];半导体技术;1982年01期
6 杨启基 ,陈立登;硅(锂)探测器级硅单晶的研制[J];浙江大学学报(工学版);1987年03期
7 王旗,陈振,浦树德,杨晴初;国外硅单晶质量研究进展[J];半导体光电;1996年03期
8 李东升,杨德仁,阙端麟;杂质对单晶硅材料硬度的作用[J];半导体学报;2004年07期
9 杨传铮;许顺生;;无位错硅单晶生长中几种现象的X射线貌相术观察[J];上海有色金属;1981年04期
10 宋大有;曹国琛;;磁场中直拉单晶工艺技术进展[J];上海有色金属;1986年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谢江帆;;无衰减硅单晶的研制[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第二卷)[C];2010年
2 陈启秀;;现代功率器件与智能功率集成电路[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
3 彭昭廉;余岳辉;李焕炀;王芳;;硅功率器件液相钝化的研究与试验[A];中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C];2002年
4 徐南屏;;碳化硅——未来功率器件材料[A];中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C];2002年
5 张玉明;张义门;;碳化硅功率器件[A];中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C];2002年
6 ;绝缘栅双极晶体管[A];电子信息节能技术与产品推广应用专集[C];2009年
7 王伟;黄振飞;汪钉崇;;石英坩埚中碱金属含量对硅单晶拉制的影响[A];第十届中国太阳能光伏会议论文集:迎接光伏发电新时代[C];2008年
8 张慕义;张玉清;;Ka波段PHEMT功率器件[A];1999年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];1999年
9 潘宏菽;杨霏;霍玉柱;商庆杰;李亚丽;周瑞;;Si与SiC微波功率器件的比较[A];2010’全国半导体器件技术研讨会论文集[C];2010年
10 李留臣;;我国太阳能电池硅单晶生长设备的回顾与展望[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;硅单晶[N];中国电子报;2002年
2 ;天津中环:节能型功率器件领先[N];中国电子报;2011年
3 ;万向硅峰:硅单晶制备技术升级[N];中国电子报;2011年
4 赵艳秋;功率器件走俏2004[N];中国电子报;2004年
5 赵艳秋;功率器件厂商加大在华投资力度[N];中国电子报;2003年
6 杨斌;中国能源短缺引爆功率器件市场[N];中国计算机报;2006年
7 记者刘其丕;硅单晶材料产业化项目一期工程即将试产[N];中国有色金属报;2009年
8 ;变频技术和功率器件前景光明[N];中国电子报;2009年
9 赛迪顾问半导体产业研究中心咨询师 王莹;功率器件市场趋势分析[N];电子资讯时报;2007年
10 记者 曹阳 通讯员 段同刚 高琴伟;晶龙二极管硅单晶稳占全国市场1/4[N];中国化工报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杜明星;功率器件状态监测的关键问题研究[D];天津大学;2012年
2 王文廉;横向超结功率器件的REBULF理论与新技术[D];电子科技大学;2010年
3 李东升;集成电路用直拉单晶硅力学性能[D];浙江大学;2002年
4 杨文伟;SOI RESURF原理研究及SOI LDMOS研制[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2004年
5 景巍;大功率三电平变频器功率器件损耗研究[D];中国矿业大学;2011年
6 陈万军;基于电荷平衡的横向功率器件研究[D];电子科技大学;2007年
7 周蓉;双极高频、微波功率器件的研究[D];电子科技大学;2001年
8 杨洪强;提高功率器件整体性能的研究[D];电子科技大学;2003年
9 李梅芝;LDMOS功率器件的电热效应研究[D];电子科技大学;2007年
10 郝秋艳;深亚微米级集成电路用大直径CZSi单晶中微缺陷的研究[D];天津大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 路景刚;微氮硅单晶在功率器件中的应用研究[D];浙江大学;2001年
2 郑钢涛;功率器件芯片粘片与粗铝线键合可靠性研究[D];华南理工大学;2011年
3 顾江海;嵌入式系统封装功率器件的可靠性建模与仿真[D];浙江工业大学;2011年
4 李俊楠;siC功率器件特性研究与模拟分析[D];北京化工大学;2012年
5 陈文斌;机车空调控制系统的研究[D];西北工业大学;2004年
6 钟玲;快速热处理对直拉硅片氧沉淀行为作用[D];浙江大学;2006年
7 蒋其梦;基于浮空区技术的功率器件的研究[D];电子科技大学;2010年
8 段泽球;机车大功率变流器件自动测试系统的研制[D];中南大学;2004年
9 周永强;射频LDMOS功率器件的制备、内匹配与测试技术研究[D];北京工业大学;2012年
10 秦建勋;微波功率器件研究[D];电子科技大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026