一種增大單向微觸發(fā)可控硅觸發(fā)電流的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種增大單向微觸發(fā)可控硅觸發(fā)電流的方法。屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]可控硅又稱晶閘管，是一種具有PNPN三結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體元件，廣泛用于調(diào)速、調(diào)光、調(diào)壓、調(diào)溫及其他各種控制電路中。觸發(fā)電流是控制可控硅導(dǎo)通的關(guān)鍵參數(shù)。
[0003]可控硅作為電力變換裝置中的核心部件，具有體積小、功耗低、通流能力強(qiáng)、阻斷電壓高等優(yōu)點(diǎn)，在能源、城建、環(huán)保、國防等現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，如環(huán)保領(lǐng)域的煙氣處理電源，新能源領(lǐng)域的光伏逆變器，節(jié)能明顯的變頻調(diào)速電機(jī)系統(tǒng)等?？煽毓栌|發(fā)電流的選擇對提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性和使用壽命極為重要:同一設(shè)備上的可控硅觸發(fā)電流應(yīng)盡可能接近；在不允許可控硅受干擾而誤導(dǎo)通的設(shè)備中，需選擇觸發(fā)電流稍大的器件。微觸發(fā)可控娃也稱靈敏觸發(fā)可控娃，一般指觸發(fā)電流小于200 μ A的產(chǎn)品，根據(jù)其在電力電子電路中的應(yīng)用不同分為很多檔位，主要用于汽油車點(diǎn)火器電路、調(diào)光電路等。點(diǎn)火電路中選擇可控硅時(shí)應(yīng)盡可能取觸發(fā)電流比要求值略大些產(chǎn)品，這樣既保證了靈敏觸發(fā)，達(dá)到節(jié)能減排的目的，又可防止因觸發(fā)電流偏小而誤觸發(fā)引發(fā)事故的風(fēng)險(xiǎn)。調(diào)光電路選擇比均值稍大觸發(fā)電流的可控硅產(chǎn)品，可達(dá)到靈敏調(diào)光的要求，用于白熾燈、電子節(jié)能燈的調(diào)光控制，節(jié)省能源。近來，照明LED驅(qū)動(dòng)也開始應(yīng)用可控硅調(diào)光驅(qū)動(dòng)，節(jié)能效果進(jìn)一步提高。然而在實(shí)際生產(chǎn)中，觸發(fā)電流的大小主要由摻雜與擴(kuò)散工藝來控制，而晶圓芯片生產(chǎn)一旦結(jié)束，觸發(fā)電流就無法再改變，因此就導(dǎo)致了一部分可控硅器件觸發(fā)電流不符合要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:針對上述問題，提供一種增大單向微觸發(fā)可控硅觸發(fā)電流的方法，主要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)目的，1、作為常規(guī)方法生產(chǎn)結(jié)束后可控硅晶圓片觸發(fā)電流偏小的補(bǔ)救措施；2、可控硅晶圓片觸發(fā)電流檔位與客戶需求不匹配時(shí)一種快速調(diào)節(jié)的方法。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案包括了兩種，一種是在常規(guī)生產(chǎn)結(jié)束后發(fā)現(xiàn)某些可控硅晶圓片的觸發(fā)電流偏小而采取的補(bǔ)救措施，其步驟如下:
[0006]1、常規(guī)方法生產(chǎn)完成的可控硅晶圓片；
[0007]2、中測:測試最終產(chǎn)品的參數(shù)；
[0008]3、篩選出觸發(fā)電流ICT偏小的可控硅晶圓片、并分檔；
[0009]4、將需要增大觸發(fā)電流ICT的可控硅晶圓片裝入電子級片袋中，平鋪于傳送小車上，傳送小車以一次或多次均速通過加速器掃描窗進(jìn)行輻照，電子能量0.8MeV?1.8MeV,束流 0.01mA ?1mA，吸收劑量 0.3KGy ?lOOKGy 或電子注量 1 X 1012e/cm2?3X10 14e/cm2，傳送小車速度lmm/sec?50mm/sec ；
[0010]5、對輻照后的可控硅晶圓片進(jìn)行參數(shù)測試；
[0011]6、測試合格的可控硅晶圓片在隋性氣體或真空環(huán)境中退火處理，退火溫度100°C?300°C，退火時(shí)間lh?10h，升溫速度1°C /min?10°C /min ；
[0012]7、測試退火后的可控硅晶圓片參數(shù)；
[0013]8、成品。
[0014]另一種是已經(jīng)分檔入庫的產(chǎn)品但是可控硅晶圓片的觸發(fā)電流檔位與客戶需求不符時(shí)的快速調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟:
[0015]1、在庫存已分檔的可控硅晶圓片中選出觸發(fā)電流ICT偏小的可控硅晶圓片；
[0016]2、將需要增大觸發(fā)電流ICT的可控硅晶圓片裝入電子級片袋中，平鋪于傳送小車上，傳送小車以一次或多次均速通過加速器掃描窗進(jìn)行輻照，電子能量0.8MeV?1.8MeV,束流 0.01mA ?1mA，吸收劑量 0.3KGy ?lOOKGy 或電子注量 1 X 1012e/cm2?3X10 14e/cm2，傳送小車速度lmm/sec?50mm/sec ；
[0017]3、對輻照后的可控硅晶圓片進(jìn)行參數(shù)測試；
[0018]4、測試合格的可控硅晶圓片在隋性氣體或真空環(huán)境中退火處理，退火溫度100°C?300°C，退火時(shí)間lh?10h，升溫速度1°C /min?10°C /min ；
[0019]5、測試退火后的可控硅晶圓片參數(shù)；
[0020]6、成品。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明利用電子束輻照技術(shù)來增大單向微觸發(fā)可控硅晶圓片的觸發(fā)電流，當(dāng)應(yīng)用于可控硅晶圓片的生產(chǎn)時(shí)，對于一些制成后觸發(fā)電流偏小不符合要求的晶圓片，采用本方法進(jìn)行小劑量電子輻照，從而增大觸發(fā)電流。此外，對于已經(jīng)入庫的產(chǎn)品，當(dāng)可控硅晶圓片的觸發(fā)電流檔位與客戶需求不匹配時(shí)，本發(fā)明不失為一種快速調(diào)節(jié)的方法。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明可控硅晶圓片的輻照示意圖。
[0023]圖2是本發(fā)明中觸發(fā)電流增大效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]觸發(fā)電流ICT是可控硅的重要參數(shù)，生產(chǎn)中主要由摻雜與擴(kuò)散工藝控制，晶圓芯片生產(chǎn)一旦結(jié)束，觸發(fā)電流就無法再改變。采用電子加速器產(chǎn)生的電子束對單向微觸發(fā)可控硅晶圓片進(jìn)行輻照，電子輻照產(chǎn)生的缺陷作為復(fù)合中心縮短了基區(qū)少子壽命，使來自發(fā)射區(qū)的少數(shù)載流子大量復(fù)合，基區(qū)電流增加，從而使共射放大倍數(shù)β下降，導(dǎo)致共基放大倍數(shù)α相應(yīng)下降，使觸發(fā)電流ICT明顯增大。輻照劑量較小的起始階段屬于較高載流子壽命的導(dǎo)通階段，少數(shù)載流子復(fù)合以SRH復(fù)合為主，依靠禁帶中缺陷能級復(fù)合。電子輻照在禁帶中引入的缺陷能級位置可能處在禁帶兩端位置的某一端，由于離價(jià)帶頂或?qū)У纵^遠(yuǎn)，只能俘獲電子或空穴中的一種，復(fù)合速度相對較慢，輻照對少子壽命的影響不是很明顯，體現(xiàn)對通態(tài)電壓的影響相對較弱。此時(shí)輻照效應(yīng)使基區(qū)中載流子濃度增加，基區(qū)的導(dǎo)電能力提高，電阻率減小，電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)導(dǎo)致結(jié)壓降有所上升而體壓降有所下降。由于體壓降下降的變化幅度超過結(jié)壓降上升的幅度，綜合影響結(jié)果使通態(tài)電壓有所降低。SRH復(fù)合與電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)相互抵消使通態(tài)電壓V?保持基本不變。
[0025]本發(fā)明在一定的輻照劑量范圍內(nèi)通態(tài)電壓基本不變，超過某一劑量后通態(tài)電壓將快速增大，因此本發(fā)明僅在一定范圍內(nèi)具有應(yīng)用價(jià)值。下面將通過具體實(shí)施例詳細(xì)介紹本發(fā)明增大單向微觸發(fā)可控硅觸發(fā)電流的方法:
[0026]實(shí)施例一、本例用于觸發(fā)電流偏小的補(bǔ)救
[0027]訂單要求可控硅晶圓片的觸發(fā)電流IST在10 μΑ?30 μ Α范圍內(nèi)，
[0028]1、企業(yè)按常規(guī)方法生產(chǎn)完成可控硅晶圓片；
[0029]2中測:測試結(jié)果顯示除觸發(fā)電流ICT符合10 μ A?30 μ A要求的可控硅晶圓片外，還有部分可控硅晶圓片觸發(fā)電流1(^偏離下限(5 μΑ?20 μΑ)或上限(10 μΑ?35 μιιΑ);
[0030]3、篩選出觸發(fā)電流ICTS 5 μΑ?20 μΑ的可控硅晶圓片；
[0031]4、如圖1所示，將篩選出的可控硅晶圓片裝入電子級片袋中，平鋪于傳送小車上，傳送小車多次均速通過電子加速器(GJ-1.5高頻高壓型，上海先鋒電機(jī)廠)掃描窗進(jìn)行輻照，電子能量1.1MeV，束流0.55mA，吸收劑量6.8KGy或電子注量2X 1013e/cm2，傳送小車速度 22mm/sec ；
[0032]5、測試輻照后的可控硅晶圓片參數(shù)；
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