失效模式與工藝的楣關性分析及工藝控制要求
發布時間:2012/4/27 19:39:27 訪問次數:877
Si、GaAs等半導體分立器件使用6B595N時出現的失效模式中,大部分與工藝過程缺陷有關。半導體材料在單晶拉制、切割、研磨、拋光及外延、光刻、擴散、蒸發濺射等工藝過程中都可能誘生各種缺陷,它們對器件的性能、質量及可靠性有很大的影響,其中不少潛在的缺陷在器件長期工作過程中,將受到電流、電場、濕度、沖擊力、溫度等應力激活,導致器件質量退化,甚至失效。因此,在設計時要考慮工藝過程缺陷對器件可靠性的影響及其程度,并通過設計措施和工藝可靠性設計要求,將這種缺陷加以控制或消除,從而提高器件的可靠性。
工藝缺陷對器件可靠性的影響
位錯對材料和器件質量的影響及工藝控制要求
在晶體生長過程中引入的原生位錯和在器件工藝過程中引入的誘生位錯,對材料的電阻率、載流子遷移率和少子壽命都有明顯影響。主要表現為:
①引起點缺陷和雜質的“吸收效應”。它既能吸收晶體中的微缺陷,又能吸收Cr、Fe、Au、Ni、Mn等重金屬雜質。
②增強雜質擴散。沿位錯線的增強擴散和金屬沉淀可引起P-N結擊穿特性軟化,使晶體管E-C之間形成漏電溝道,特別對于微波器件和淺結器件更為明顯。
③高濃度磷在P型Si中擴散時,由于磷四面體共價半徑比Si小,擴散后將使Si點陣發生收縮,造成點陣錯配,使晶體產生內部應力。這種點陣錯配會加速其他雜質原子(如硼)的擴散速度。使基區產生“陷落效應”,該效應會降低器件擊穿電壓和可靠性水平。為了消除P擴散(發射區擴散)造成的基區陷落效應,通常采用共價半徑與Si相近的As代P作發射區擴散雜質源。采用離子注入技術代替熱擴散工藝,可大大減少熱擴散引入的誘生缺陷。
Si、GaAs等半導體分立器件使用6B595N時出現的失效模式中,大部分與工藝過程缺陷有關。半導體材料在單晶拉制、切割、研磨、拋光及外延、光刻、擴散、蒸發濺射等工藝過程中都可能誘生各種缺陷,它們對器件的性能、質量及可靠性有很大的影響,其中不少潛在的缺陷在器件長期工作過程中,將受到電流、電場、濕度、沖擊力、溫度等應力激活,導致器件質量退化,甚至失效。因此,在設計時要考慮工藝過程缺陷對器件可靠性的影響及其程度,并通過設計措施和工藝可靠性設計要求,將這種缺陷加以控制或消除,從而提高器件的可靠性。
工藝缺陷對器件可靠性的影響
位錯對材料和器件質量的影響及工藝控制要求
在晶體生長過程中引入的原生位錯和在器件工藝過程中引入的誘生位錯,對材料的電阻率、載流子遷移率和少子壽命都有明顯影響。主要表現為:
①引起點缺陷和雜質的“吸收效應”。它既能吸收晶體中的微缺陷,又能吸收Cr、Fe、Au、Ni、Mn等重金屬雜質。
②增強雜質擴散。沿位錯線的增強擴散和金屬沉淀可引起P-N結擊穿特性軟化,使晶體管E-C之間形成漏電溝道,特別對于微波器件和淺結器件更為明顯。
③高濃度磷在P型Si中擴散時,由于磷四面體共價半徑比Si小,擴散后將使Si點陣發生收縮,造成點陣錯配,使晶體產生內部應力。這種點陣錯配會加速其他雜質原子(如硼)的擴散速度。使基區產生“陷落效應”,該效應會降低器件擊穿電壓和可靠性水平。為了消除P擴散(發射區擴散)造成的基區陷落效應,通常采用共價半徑與Si相近的As代P作發射區擴散雜質源。采用離子注入技術代替熱擴散工藝,可大大減少熱擴散引入的誘生缺陷。
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