Abstract

Silicon based multilayered epitaxial structures are currently the main material for large-scale commercial fabrication of generally used power semiconductor devices such as fast recovery epitaxial diodes (FRED), isolate gate bipolar transistor (IGBT), power MOSFETs etc.Defects in silicon based multilayer epitaxial structures used as the initial material for power epitaxial-diffusion devices have been studied by X-ray topography techniques. We show that the dislocation nets with nonuniform distribution of dislocations both over thickness and layer square in the form of dense rows (dislocation walls) or slip bands were principal defects in the initial epitaxial layers and have influenced the electrical characteristics of power devices.The X-ray methods used in the work allow revealing and identifying growth and process defects in device structures, studying their distributions, analyzing their mutual interactions and obtaining valuable information on the nature and evolution of the defects during device structure fabrication processes. This information allowed us to optimize the choice of initial materials and processes aiming to reduce the content of critical electrically active structural defects in the crystals that can influence the parameters of fabricated semiconductor devices; we also increased process yield and tangibly improved semiconductor device operation reliability in severe conditions and emergency modes.

Highlights

  • ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙМетодами рентгеновской дифракционной топографии исследованы дефекты в многослойных эпитаксиальных структурах на основе кремния, предназначенных для использования в качестве исходного материала для изготовления силовых эпитаксиально−диффузионных полупроводниковых приборов.

  • Многослойные эпитаксиальные структуры на основе кремния являются сегодня основным исходным материалом для крупносерийного производства таких массовых силовых полупроводниковых приборов, как быстровосстанавливающиеся эпитаксиальные диоды (FRED), биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT), силовые транзисторы с МОП−затвором (power MOSFET) и т.

  • Поэтому исследование качества кристаллов для выявления дефектов, оказывающих отрицательное влияние на электрические характеристики приборов и уменьшающих выход годных полупроводниковых структур, является важной практической и экономической задачей.

Read more

Summary

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Методами рентгеновской дифракционной топографии исследованы дефекты в многослойных эпитаксиальных структурах на основе кремния, предназначенных для использования в качестве исходного материала для изготовления силовых эпитаксиально−диффузионных полупроводниковых приборов. Многослойные эпитаксиальные структуры на основе кремния являются сегодня основным исходным материалом для крупносерийного производства таких массовых силовых полупроводниковых приборов, как быстровосстанавливающиеся эпитаксиальные диоды (FRED), биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT), силовые транзисторы с МОП−затвором (power MOSFET) и т. Поэтому исследование качества кристаллов для выявления дефектов, оказывающих отрицательное влияние на электрические характеристики приборов и уменьшающих выход годных полупроводниковых структур, является важной практической и экономической задачей. Для анализа структурного совершенства и дефектов в монокристаллическом кремнии, а также в эпитаксиальных и диффузионных слоях на его основе в настоящее время успешно используют методы рентгеновской дифракционной топографии (РДТ) [1, 2]. Связанные и с конкретными характеристиками приборных структур

Образцы и методы исследования
Результаты и их обсуждение
Влияние дефектов на электрические характеристики приборных структур
Распределение значений обратного напряжения в пластине
Ȼɢɛɥɢɨɝɪɚɮɢɱɟɫɤɢɣ ɫɩɢɫɨɤ
Full Text
Paper version not known

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.