擊穿電壓和反向漏電流

   pn結(jié)的擊穿電壓和反向漏電流,既是評(píng)價(jià)擴(kuò)散層質(zhì)量的重要標(biāo)志,也是器件(晶體管等)的重要直流參數(shù)。R5325K003B-TR它要求pn結(jié)的伏安特性“硬”,即反向擊穿特性曲線平直,有明顯的拐點(diǎn),并且漏電流很小。但實(shí)際情況總不是十分理想的,異常的電學(xué)特性反映了擴(kuò)散存在的質(zhì)量問題。如圖523所示是幾種典型的pn結(jié)的異常擊穿特性。

    ①軟擊穿:特性曲線如圖523(a)所示。它的特點(diǎn)是無明顯的拐點(diǎn)。產(chǎn)生的原因與pn結(jié)附近的表面狀態(tài)、晶格缺陷及結(jié)附近的雜質(zhì)沾污等因素有關(guān)。結(jié)的表面被雜質(zhì)沾污,s/Si()2界面存在界面態(tài)時(shí),會(huì)導(dǎo)致表面復(fù)合中`b大量存在,引起表面漏電。擴(kuò)散時(shí),硅片清洗不干凈或擴(kuò)散系統(tǒng)沾污,在擴(kuò)散時(shí)雜質(zhì)進(jìn)人硅片,降溫時(shí)就會(huì)淀積到晶格缺陷處。如果這些缺陷處在結(jié)區(qū),就會(huì)成為pn結(jié)的漏電通道使反向漏電流隨反向電壓增高而增大。

    ②低壓硬擊穿:它是指pll結(jié)加反向偏壓后,在遠(yuǎn)低于理論值時(shí)就發(fā)生擊穿的現(xiàn)象。但特性曲線有明顯的拐點(diǎn),是硬擊穿,如圖523(b)所示。其產(chǎn)生的原因很多,如pn結(jié)有較大的局部尖峰,基區(qū)過窄或外延層過薄,以及擴(kuò)散層上的合金點(diǎn)、外延層的層錯(cuò)和位錯(cuò)密度較高等都會(huì)造成低壓硬擊穿。

   ③靠背椅擊穿:特性曲線如圖523(c)所示。它的特點(diǎn)是在反向電壓很小時(shí),反向電流隨電壓的升高而迅速增大,并很快進(jìn)人飽和階段(其飽和值為幾百pA到幾mA)。隨著反向電壓的繼續(xù)增大,最后出現(xiàn)擊穿。它主要是由于表面溝道效應(yīng)所引起的,所以,應(yīng)加強(qiáng)工藝衛(wèi)生,對(duì)于已沾污的雜質(zhì),應(yīng)用鈍化方法加以消除或固定,如采用加氯氧化、磷蒸氣合金、電子束蒸發(fā)鋁等。

   ④分段擊穿:分段擊穿也稱管道型擊穿。它的特點(diǎn)是在較低電壓下有一擊穿點(diǎn),然后電流隨電壓升高而線性增加。當(dāng)電壓繼續(xù)升高到某一值時(shí)再次發(fā)生擊穿,其特性曲線如圖⒌⒛(d)所示。產(chǎn)生的原囚多是由于基片內(nèi)存在局部薄弱點(diǎn),如層錯(cuò)、位錯(cuò)密度過高,光刻圖形邊緣不整齊,擴(kuò)散層表面存在合金點(diǎn)等。