650V高压VDMOS氮化硅工艺优化与可靠性提升
发布时间：2023-05-30 23:00
随着科技的发展,超大规模集成电路技术的应用使得一大批新型结构的功率半导体器件应运而生,导致高压大电流半导体发生了质的变化。VDMOS(Vertical Double-diffused Metal Oxide Semiconductor)功率器件即垂直导电金属氧化物半导体场效应晶体管。VDMOS功率器件是一种通过电压调控型的多数载流子器件,它的出现将微电子技术和电力电子技术两个领域技术很好的结合起来,成为在金属氧化物半导体集成电路(IC)工艺基础上兴起的大功率集成电路器件。VDMOS功率器件已经广泛应用在逆变器、电子开关、电子镇流器、电机调速、高保真音响、汽车电器以及开关电源等诸多领域。本文拟从反应气体流量、射频电源的功率、产品表面温度和产品与喷头之间的距离四个方面单因素探索每个工艺条件对产品钝化膜层质量所产生的影响,从中得出每个因素单方面最适宜生产产品的工艺参数。然后再通过正交实验,设计4因素5水平试样,将各个工艺参数的影响综合进行比较,从中得出最适合生产的工艺参数。经过试验,最后得出结论:1.反应气体流量的比例变化对于功率器件钝化膜层厚度及厚度偏差值的影响不明显,但是对折射率和内应力...
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 高压VDMOS的应用需求
1.1.1 VDMOS功率器件的主要特性
1.1.2 VDMOS技术特点
1.2 钝化层质量对VDMOS的影响
1.3 论文的研究目标与章节安排
第二章 高压VDMOS钝化层材料制备及检测
2.1 高压VDMOS钝化层材料及其优缺点
2.1.1 二氧化硅
2.1.2 磷硅玻璃
2.1.3 氮化硅
2.1.4 氮氧化硅
2.1.5 聚酰亚胺
2.2 氮化硅钝化层的制备方法
2.2.1 硅的氮化法
2.2.2 高温CVD法
2.2.3 常压CVD法
2.2.4 低压CVD法
2.2.5 光化学CVD法
2.2.6 等离子体增强CVD法
2.3 AMATP5000薄膜淀积设备
2.3.1 AMATP5000设备结构
2.3.2 AMATP5000设备工作原理
2.4 测试仪器
2.4.1 UV1050椭偏仪
2.4.2 光学显微镜及Hitachi扫描电镜
2.4.3 内应力测试仪
第三章 高压VDMOS钝化层生产工艺对产品质量的影响
3.1 反应气体流量对钝化层质量的影响
3.1.1 不同反应气体流量对钝化层膜厚的影响
3.1.2 不同气体流量比例对钝化膜层折射率的影响
3.1.3 反应气体流量对钝化层表面应力的影响
3.1.4 小结
3.2 射频功率对钝化膜质量的影响
3.2.1 射频功率对钝化膜层厚度的影响
3.2.2 射频功率对钝化膜层折射率的影响
3.2.3 射频功率对钝化膜层内应力的影响
3.2.4 小结
3.3 硅片温度对钝化膜层质量的影响
3.3.1 硅片表面温度对钝化膜层厚度的影响
3.3.2 硅片表面温度对钝化膜折射率的影响
3.3.3 硅片表面温度对钝化膜内应力的影响
3.3.4 小结
3.4 硅片淀积间距对钝化膜层质量的影响
3.4.1 不同硅片淀积间距对钝化层膜厚的影响
3.4.2 硅片淀积间距对钝化膜层折射率的影响
3.4.3 硅片淀积间距对钝化层内应力的影响
3.5 本章小结
第四章 高压VDMOS钝化层生产工艺的优化
4.1 高压VDMOS功率器件钝化层工艺参数正交实验的设计
4.2 正交实验评分系统的设计
4.3 高压VDMOS功率器件钝化层正交实验结果分析
4.4 高压VDMOS功率器件钝化层宏观及微观形貌分析
4.5 本章小结
第五章 钝化层质量对高压VDMOS功率器件可靠性影响
5.1 高压VDMOS功率器件可靠性验证
5.2 高压VDMOS功率器件可靠性测试方法
5.3 测试结果分析
5.3.1 高温反偏测试(HTRB)测试结果分析
5.3.2 高温栅偏测试(HTGB)测试结果分析
5.4 本章小结
第六章 总结
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3825202
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 高压VDMOS的应用需求
1.1.1 VDMOS功率器件的主要特性
1.1.2 VDMOS技术特点
1.2 钝化层质量对VDMOS的影响
1.3 论文的研究目标与章节安排
第二章 高压VDMOS钝化层材料制备及检测
2.1 高压VDMOS钝化层材料及其优缺点
2.1.1 二氧化硅
2.1.2 磷硅玻璃
2.1.3 氮化硅
2.1.4 氮氧化硅
2.1.5 聚酰亚胺
2.2 氮化硅钝化层的制备方法
2.2.1 硅的氮化法
2.2.2 高温CVD法
2.2.3 常压CVD法
2.2.4 低压CVD法
2.2.5 光化学CVD法
2.2.6 等离子体增强CVD法
2.3 AMATP5000薄膜淀积设备
2.3.1 AMATP5000设备结构
2.3.2 AMATP5000设备工作原理
2.4 测试仪器
2.4.1 UV1050椭偏仪
2.4.2 光学显微镜及Hitachi扫描电镜
2.4.3 内应力测试仪
第三章 高压VDMOS钝化层生产工艺对产品质量的影响
3.1 反应气体流量对钝化层质量的影响
3.1.1 不同反应气体流量对钝化层膜厚的影响
3.1.2 不同气体流量比例对钝化膜层折射率的影响
3.1.3 反应气体流量对钝化层表面应力的影响
3.1.4 小结
3.2 射频功率对钝化膜质量的影响
3.2.1 射频功率对钝化膜层厚度的影响
3.2.2 射频功率对钝化膜层折射率的影响
3.2.3 射频功率对钝化膜层内应力的影响
3.2.4 小结
3.3 硅片温度对钝化膜层质量的影响
3.3.1 硅片表面温度对钝化膜层厚度的影响
3.3.2 硅片表面温度对钝化膜折射率的影响
3.3.3 硅片表面温度对钝化膜内应力的影响
3.3.4 小结
3.4 硅片淀积间距对钝化膜层质量的影响
3.4.1 不同硅片淀积间距对钝化层膜厚的影响
3.4.2 硅片淀积间距对钝化膜层折射率的影响
3.4.3 硅片淀积间距对钝化层内应力的影响
3.5 本章小结
第四章 高压VDMOS钝化层生产工艺的优化
4.1 高压VDMOS功率器件钝化层工艺参数正交实验的设计
4.2 正交实验评分系统的设计
4.3 高压VDMOS功率器件钝化层正交实验结果分析
4.4 高压VDMOS功率器件钝化层宏观及微观形貌分析
4.5 本章小结
第五章 钝化层质量对高压VDMOS功率器件可靠性影响
5.1 高压VDMOS功率器件可靠性验证
5.2 高压VDMOS功率器件可靠性测试方法
5.3 测试结果分析
5.3.1 高温反偏测试(HTRB)测试结果分析
5.3.2 高温栅偏测试(HTGB)测试结果分析
5.4 本章小结
第六章 总结
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3825202
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