Abstrak: Penelitian tentang proses persiapan dan karakteristik pelat medan sangat penting untuk meningkatkan keandalan dan ketahanan tegangan tinggi perangkat RF LDMOS berdaya tinggi. Pelat lapangan dengan struktur "Si substrat SiO ₂ logam titanium silisida polikristalin" disiapkan dalam artikel, dan pengaruh kondisi prosesnya terhadap karakteristik dianalisis dan dioptimalkan. Percobaan menunjukkan bahwa PESiO ₂ dengan lapisan dielektrik polikristalin 200nm memiliki stabilitas BT CV yang baik, dan peningkatan suhu anil setelah injeksi polikristalin dan suhu anil titanium silisida tidak kondusif terhadap stabilitas resistansi pelat medan dan tegangan pita datar. Di bawah kondisi proses yang dioptimalkan, struktur papan lapangan memiliki keandalan yang baik dan ketahanan terhadap tekanan tinggi.
Kata kunci: titanium silisida; papan lapangan; ciri-ciri CV; stabilitas
Nomor Klasifikasi Perpustakaan Tiongkok: TN305.6 Kode Identifikasi Dokumen: A Nomor Artikel: 1681-1070 (2013) 10-0033-03
Kajian Kondisi Proses dan Sifat Pelat Lapangan TiSi
XU Shuai, XU Zheng, WU Xiaodong
(Institut Penelitian No.58 Perusahaan Grup Teknologi Elektronik Tiongkok, Wuxi 214035, Tiongkok)
Abstrak: Studi tentang proses dan sifat pelat yang diarsipkan pada keandalan dan ketahanan tegangan tinggi perangkat RF LDMOS berdaya tinggi adalah penting. Dalam makalah ini, pelat bidang dengan struktur "Si SiO ₂ - POLY - TiSi Metal" dibuat, pengaruh kondisi proses terhadap sifat pelat medan dianalisis, dan kondisi proses dioptimalkan. Hasil pengalaman menunjukkan bahwa, listrik PESIO ₂ dengan poli 200 nm memiliki stabilitas BT CV yang lebih baik, peningkatan suhu anil setelah implantasi poli dan kaleng TiSi meningkatkan stabilitas resistansi dan tegangan sabuk datar Pelat medan yang dibuat dalam kondisi proses yang dioptimalkan memiliki keandalan yang sangat baik dan ketahanan tegangan tinggi
Kata kunci: TiSi; pelat lapangan; properti CV; Stabilitas
1. Perkenalan
LDMOS (Lateral Double Diffused MOSFET) banyak digunakan di P, L, karena karakteristik switching yang ideal dan tegangan tembus yang tinggi Pada perangkat daya S-band Field plate adalah teknologi terminal yang umum digunakan dalam desain LDMOS tegangan tinggi. Tujuan utama menambahkan pelat medan ke LDMOS adalah untuk meningkatkan tegangan rusaknya perangkat dan mengurangi kapasitansi umpan balik. Struktur pelat medan disiapkan pada lapisan oksida medan sambungan PN, yang menghasilkan distribusi medan listrik tegak lurus permukaan dan bekerja bersama dengan medan listrik yang dihasilkan oleh ujung saluran untuk mengubah distribusi radial saluran listrik pada lengkungan. permukaan, sehingga mengurangi kepadatan saluran listrik dan P. Intensitas medan listrik puncak permukaan lengkung sambungan N digunakan untuk meningkatkan tegangan penahan [23].
Mirip dengan wilayah drift LDMOS, pelat lapangan juga sangat sensitif terhadap parameter struktur dan prosesnya. Mempelajari karakteristik struktur papan lapangan dan mengoptimalkan parameter prosesnya sangat penting untuk meningkatkan keandalan dan ketahanan tegangan tinggi perangkat LDMOS. Artikel ini mempelajari karakteristik struktur pelat bidang silisida titanium dan mengoptimalkan parameter proses.
Studi Karakteristik Pelat Lapangan dalam Kondisi Proses Berbeda
Struktur kapasitor pelat medan yang digunakan dalam artikel ini adalah substrat Si SiO ₂ logam titanium silisida polikristalin. Berdasarkan karakteristik struktur ini, analisis perubahan karakteristik kapasitansi, karakteristik BT CV, dan karakteristik resistansi pada kondisi proses yang berbeda dapat memberikan pemahaman yang lebih mendalam tentang sifat internal struktur pelat lapangan, sehingga mengoptimalkan kondisi proses dan memenuhi persyaratan. dari desain produk.
2.1 Pengaruh proses preparasi lapisan SiO2 dan ketebalan lapisan polikristalin terhadap karakteristik pelat lapangan CV
2.1.1 Persiapan sampel
Menggunakan N<100>5-9 Ω· cm sebagai bahan substrat, LPCVD dan PECVD digunakan untuk deposisi SiO ₂ pada 100nm, diikuti oleh deposisi silikon polikristalin LPCVD pada 40nm dan 200nm; Kemudian, PVD digunakan untuk menyimpan logam Ti, yang menghasilkan titanium silisida setelah anil RTP; Selesaikan deposisi logam Al Si Cu dan etsa pola pengujian, dan terakhir lakukan anil N ₂/H dalam tungku oksidasi.
2.1.2 Metode pengujian
After the sample preparation is completed, the BT CV characteristics are tested using a CV tester with a temperature bias of 250 ℃, a scanning voltage of -4-3V, and a testing frequency of 1MHz.
2.1.3 Hasil dan Analisis
Di bawah kondisi pengujian yang sama, kurva BT CV yang sesuai dengan sampel c (PESiO ₂+200nm polikristalin) menunjukkan perubahan stabil baik di daerah akumulasi maupun inversi, dengan pola yang baik. Oleh karena itu, struktur "Si substrat PESiO ₂ -200nm logam titanium silisida polikristalin" lebih stabil.
2.2 Pengaruh proses anil doping polikristalin dan proses anil silisida titanium terhadap karakteristik pelat lapangan
2.2.1 Persiapan sampel
Menggunakan N<100>5-92 · cm sebagai bahan substrat, menggunakan
Deposisi PECVD SiO ₂ pada 200nm, diikuti oleh deposisi silikon polikristalin LPCVD pada 200nm dan injeksi P untuk doping injeksi polikristalin. Setelah doping injeksi polikristalin, anil RTP dilakukan untuk mengaktifkan pengotor; Kemudian, PVD digunakan untuk menyimpan logam Ti dan menghasilkan titanium silisida setelah anil RTP. Setelah menghasilkan titanium silisida, anil kedua dilakukan dalam RTP, diikuti dengan pengendapan logam Al Si Cu dan etsa pola uji. Terakhir, anil N/H dilakukan dalam tungku oksidasi.
Suhu anil RTP setelah injeksi polikristalin diatur pada titik suhu yang berbeda dari 900 ℃ hingga 1000 ℃. Suhu anil kedua titanium silisida dalam RTP diatur pada titik suhu yang berbeda dari 900 ℃ hingga 1000 ℃.
2.2.2 Metode pengujian
Uji ketahanan blok sampel setelah anil injeksi polikristalin dan pembuatan titanium silisida, dan setelah anil kedua titanium silisida.
Setelah persiapan sampel selesai, pindai setiap bidang untuk membaca tegangan gerbang yang sesuai sebesar 90PF dan uji tegangan pita datar sampel. Gunakan CV tester untuk menguji karakteristik BT CV-nya, dengan suhu 250 ℃, tegangan bias ± 35V, tegangan pemindaian -10-10V, dan frekuensi pengujian 1MHz. Gunakan KEITHLEY untuk menguji tegangan tembusnya, dengan tegangan pemindaian 0-180V.
Ketika suhu anil setelah injeksi dan suhu anil titanium silisida meningkat, ketahanan persegi dan keseragaman titanium silisida menunjukkan tren yang meningkat, dan perubahan ketahanan dan keseragaman stabil dalam kisaran 900~925 ℃. Setelah suhu naik hingga 950 ℃, keseragaman resistansi meningkat tajam, yang tidak kondusif bagi stabilitas proses. Misalnya, ketika suhu anil titanium silisida adalah 975 ℃, keseragaman ketahanannya bisa mencapai 13%. (a: anil setelah injeksi pada 900 ℃+anil setelah titanium silisida pada 900 ℃; b: anil setelah injeksi pada 925 ℃+anil setelah titanium silisida pada 900 ℃; c: anil setelah injeksi pada 950 ℃+anil setelah titanium silisida pada 900 ℃; d: anil setelah injeksi pada 975 ℃+anil setelah titanium silisida pada 925 ℃; e: anil setelah injeksi pada 1000 ℃+anil setelah titanium silisida pada 925 ℃) Dengan meningkatnya suhu anil, tegangan pita datar dan keseragaman ini struktur menunjukkan tren yang meningkat, dengan kondisi a dan b memiliki keseragaman dan stabilitas tegangan pita datar yang lebih baik.
Oleh karena itu, dalam kondisi proses suhu anil 900~925 ℃ setelah injeksi polikristalin dan 900 ℃ setelah titanium silisida, resistansi dan tegangan pita datar pelat medan silisida titanium memiliki keseragaman yang baik, yang kondusif bagi stabilitas perangkat.
2.3 Optimalisasi kondisi proses pelat bidang silisida titanium
Singkatnya, kondisi proses pelat lapangan "Si substrat SiO ₂ polikristalin titanium silisida logam" adalah sebagai berikut: lapisan media perantara adalah PESiO ₂ dan polikristalin 200nm, suhu anil setelah injeksi polikristalin adalah 900-925 ℃, dan suhu anil setelah titanium silisida adalah 900 ℃.
Di bawah tegangan bias ± 35V, penyimpangan pita datar dari struktur pelat lapangan adalah sekitar ± 0,4V, yang dapat memenuhi persyaratan penggunaan produk dan memiliki kurva halus dengan keandalan yang tinggi.
Tegangan tembus dielektrik PESiO ₂ 200nm yang disiapkan dalam percobaan ini lebih besar dari 120V, menunjukkan ketahanan tegangan tinggi yang baik. Oleh karena itu, struktur pelat lapangan yang disiapkan dalam kondisi proses yang dioptimalkan memiliki keandalan yang baik dan ketahanan terhadap tekanan tinggi.
3 Kesimpulan
Proses persiapan struktur pelat lapangan "Si substrat SiO ₂ polikristalin titanium silisida logam" memiliki dampak yang signifikan terhadap karakteristik kapasitansi, karakteristik resistansi, karakteristik BT CV, dll. Lapisan media perantara adalah PESiO, dan BT CV dalam kondisi menambahkan bahan polikristalin 200nm memiliki stabilitas yang baik. Peningkatan suhu anil setelah injeksi polikristalin dan suhu anil titanium silisida tidak kondusif terhadap stabilitas resistansi pelat medan dan tegangan pita datar. Di bawah kondisi proses yang dioptimalkan, struktur pelat lapangan memiliki keandalan yang baik dan ketahanan terhadap tekanan tinggi.
Referensi:
[1] Wang Jinglin, Qian Qinsong, Sun Weifeng. Analisis karakteristik saluran ganda parasit dan perbaikan struktur Perangkat Elektronik SOI PLDMOS [J] tegangan tinggi, 2009,32 (1): 31-34
[2] Meng Jian. Penelitian Keandalan dan Karakteristik Temperatur LDMOS [D]. Disertasi Doktor Universitas Anhui, 2007.1-26
[3] Liu Lei, Gao Shan, Chen Junning, dkk. Analisis dan desain pelat medan LDMOS tegangan tinggi [J]. Teknologi Semikonduktor, 2006,31 (10): 782-786
[4] Sun Zhilin, Sun Weifeng, Yi Yangbo, dkk.Analisis sensitivitas parameter wilayah drift LDMOSFET [J]Microelectronics, 2004,32 (2): 198-202
Perkenalan Penulis:
Xu Shuai (1984), pria, lahir di Xianning, Hubei, memegang gelar master di bidang material dan perangkat elektronik. Saat ini dia adalah seorang insinyur proses di Institut Penelitian ke-58 China Electronics Technology Group Corporation, yang terutama bergerak dalam proses difusi oksidasi.
