專利名稱：一種快恢復(fù)二極管frd芯片及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶體二極管芯片生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種快恢復(fù)二極管(FRD)芯 片及生產(chǎn)工藝，攜帶磷液態(tài)源擴(kuò)散、鉬擴(kuò)散、電泳玻鈍步驟使結(jié)構(gòu)為P+NN+的二極管產(chǎn)品性 會(huì)旨提尚 ο
背景技術(shù)：
目前半導(dǎo)體行業(yè)內(nèi)生產(chǎn)快恢復(fù)二極管(FRD)芯片通常采用紙?jiān)磧纱螖U(kuò)散生產(chǎn)工 藝?，F(xiàn)有技術(shù)存在問(wèn)題1)、采用紙?jiān)磾U(kuò)散的結(jié)深不平坦，導(dǎo)致?lián)舸╇妷翰粔蚍€(wěn)定，抗浪涌能 力差。2)、正向壓降較大，導(dǎo)致功耗較大，二極管易燒毀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)一種快恢復(fù)二極管芯片及生產(chǎn)工 藝，這種工藝提高了二極管開(kāi)關(guān)性能，減小了開(kāi)關(guān)損耗，降低了壓降，減小了功耗，增強(qiáng)了二 極管的耐壓穩(wěn)定性及可靠性，延長(zhǎng)了二極管的壽命。本發(fā)明是通過(guò)這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種快恢復(fù)二極管(FRD)芯片生產(chǎn)工 藝，其特征在于包括如下次序的步驟
1)擴(kuò)散前處理通過(guò)酸、堿、去離子水超聲清洗等工序，對(duì)硅片表面進(jìn)行化學(xué)處理；
2)磷源預(yù)沉積對(duì)處理干凈的硅片在1100 1200°C的擴(kuò)散爐中氣體攜帶通入液態(tài)磷 源進(jìn)行預(yù)沉積；
3)磷源主擴(kuò)散對(duì)預(yù)沉積后的硅片在1200 1250°C擴(kuò)散爐進(jìn)行擴(kuò)散推進(jìn)；
4)擴(kuò)散后處理用酸浸泡、去離子水超聲清洗，使硅片分離，并去除表面氧化層；
5)背面減薄用金剛砂把一面的擴(kuò)散結(jié)N+磨掉，最終片厚保留在240 260μ m ；
6)硼擴(kuò)散把背磨后的硅片清洗干凈，采用液態(tài)硼源放入1200 1250°C的擴(kuò)散爐中進(jìn) 行擴(kuò)散形成P+；
7)噴砂用金剛砂對(duì)硅片表面進(jìn)行均勻的粗面化；
8)氧化把噴砂后經(jīng)過(guò)超砂、電子清洗劑處理的硅片在1100 1200°C的氧化爐中長(zhǎng)一
層氧化層；
9)鉬擴(kuò)散把清洗后的硅片放入溫度為900 910°C的鉬擴(kuò)散爐中進(jìn)行金屬鉬的注
入；
10)光刻把鉬擴(kuò)散后的硅片進(jìn)行涂膠、曝光、顯影、去氧化層等工序，刻出臺(tái)面圖形；
11)臺(tái)面腐蝕用混酸刻蝕臺(tái)面溝槽，混酸溫度控制在8 12°C，并用去離子水沖凈；
12)電泳把硅片放在配置好的電泳液中，根據(jù)臺(tái)面溝槽需沉積的玻璃重量設(shè)置時(shí)間， 進(jìn)行電泳；
13)燒結(jié)把電泳后的硅片在800 820°C的燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)；
14)去氧化層用稀釋的氫氟酸浸泡、去離子水超聲清洗去除燒結(jié)后硅片表面氧化層；
15)鍍鎳、鍍金將去氧化層后的硅片在專用鍍槽中進(jìn)行鍍鎳、鍍金、干燥；16)芯片切割用劃片機(jī)把鍍金后的硅片從臺(tái)面溝槽處劃成單個(gè)芯片； 根據(jù)所述方法獲得其結(jié)構(gòu)為P+NN+型二極管芯片。本發(fā)明的快恢復(fù)二極管芯片生產(chǎn)工藝，采用攜帶液態(tài)磷源深結(jié)擴(kuò)散的方法，提 高了擴(kuò)散結(jié)的平坦度，加強(qiáng)了擊穿電壓的均一性、穩(wěn)定性。采用降低硼擴(kuò)散源濃度、提高硼 擴(kuò)散源純度的方法，提高了快恢復(fù)二極管的抗浪涌能力。采用電泳的玻璃鈍化工藝，提高了 雙向穩(wěn)壓二極管的耐壓穩(wěn)定性，可靠性。因此這種工藝提高了二極管開(kāi)關(guān)性能，減小了開(kāi)關(guān) 損耗，降低了壓降，減小了功耗，增強(qiáng)了二極管的耐壓穩(wěn)定性及可靠性，延長(zhǎng)了二極管的壽 命。


圖1快恢復(fù)二極管FRD的芯片結(jié)構(gòu)
圖2快恢復(fù)二極管FRD的制備工藝流程圖
圖中1 FRD芯片，2.臺(tái)面溝槽，3.玻璃層，4.金屬面。
具體實(shí)施例方式為了更清楚的理解本發(fā)明，結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明
如圖1所示快恢復(fù)二極管FRD的芯片結(jié)構(gòu)為“P+NN+。芯片截層依次為FRD芯片1，臺(tái)面 溝槽2，玻璃層3.金屬面4。如圖2所示快恢復(fù)二極管FRD的芯片工藝流程如下
1)擴(kuò)散前處理通過(guò)酸、堿、去離子水超聲清洗等工序，對(duì)硅片表面進(jìn)行化學(xué)處理。2)磷源預(yù)沉積對(duì)處理干凈的硅片在1100 1200°C的擴(kuò)散爐中氣體攜帶通入液 態(tài)磷源進(jìn)行預(yù)沉積。3)磷源主擴(kuò)散對(duì)預(yù)沉積后的硅片在1200 1250°C擴(kuò)散爐進(jìn)行擴(kuò)散推進(jìn)。4)擴(kuò)散后處理用酸浸泡、去離子水超聲清洗，使硅片分離，并去除表面氧化層。5)背面減薄用金剛砂把一面的擴(kuò)散結(jié)N+磨掉，最終片厚保留在240 260 μ m。6)硼擴(kuò)散把背磨后的硅片清洗干凈，采用液態(tài)硼源放入1200 1250°C的擴(kuò)散爐 中進(jìn)行擴(kuò)散形成P+。7)噴砂用金剛砂對(duì)硅片表面進(jìn)行均勻的粗面化。8)氧化把噴砂后經(jīng)過(guò)超砂、電子清洗劑處理的硅片在1100 1200°C的氧化爐中
長(zhǎng)一層氧化層。9)鉬擴(kuò)散把清洗后的硅片放入溫度為900 910°C的鉬擴(kuò)散爐中進(jìn)行金屬鉬的注入。10)光刻把鉬擴(kuò)散后的硅片進(jìn)行涂膠、曝光、顯影、去氧化層等工序，刻出臺(tái)面圖 形。11)臺(tái)面腐蝕用混酸刻蝕臺(tái)面溝槽，混酸溫度控制在8 12°C，并用去離子水沖 凈。12)電泳把硅片放在配置好的電泳液中，根據(jù)臺(tái)面溝槽需沉積的玻璃重量設(shè)置時(shí) 間，進(jìn)行電泳。13)燒結(jié)把電泳后的硅片在800 820°C的燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)。
14)去氧化層用稀釋的氫氟酸浸泡、去離子水超聲清洗去除燒結(jié)后硅片表面氧化層。15)鍍鎳、鍍金將去氧化層后的硅片在專用鍍槽中進(jìn)行鍍鎳、鍍金、干燥。16)芯片切割用劃片機(jī)把鍍金后的硅片從臺(tái)面溝槽處劃成單個(gè)芯片。17)芯片測(cè)試對(duì)單個(gè)芯片進(jìn)行電參數(shù)測(cè)試。
工藝改進(jìn)后的參數(shù)
雪崩擊穿電壓VBO^ 600V
彡 1. 3V 10 μ A 50S 150 °C
正向電壓Vf (If=8A) 反向漏電流Ik 反向恢復(fù)時(shí)間Trr 結(jié)溫Tj
根據(jù)上述說(shuō)明，結(jié)合本領(lǐng)域技術(shù)可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方案t
權(quán)利要求
1.一種快恢復(fù)二極管芯片生產(chǎn)工藝，其特征在于包括如下次序的步驟1)擴(kuò)散前處理通過(guò)酸、堿、去離子水超聲清洗等工序，對(duì)硅片表面進(jìn)行化學(xué)處理；2)磷源預(yù)沉積對(duì)處理干凈的硅片在1100 1200°C的擴(kuò)散爐中氣體攜帶通入液態(tài)磷 源進(jìn)行預(yù)沉積；3)磷源主擴(kuò)散對(duì)預(yù)沉積后的硅片在1200 1250°C擴(kuò)散爐進(jìn)行擴(kuò)散推進(jìn)；4)擴(kuò)散后處理用酸浸泡、去離子水超聲清洗，使硅片分離，并去除表面氧化層；5)背面減薄用金剛砂把一面的擴(kuò)散結(jié)N+磨掉，最終片厚保留在240 260μ m ；6)硼擴(kuò)散把背磨后的硅片清洗干凈，采用液態(tài)硼源放入1200 1250°C的擴(kuò)散爐中進(jìn) 行擴(kuò)散形成P+；7)噴砂用金剛砂對(duì)硅片表面進(jìn)行均勻的粗面化；8)氧化把噴砂后經(jīng)過(guò)超砂、電子清洗劑處理的硅片在1100 1200°C的氧化爐中長(zhǎng)一層氧化層；9)鉬擴(kuò)散把清洗后的硅片放入溫度為900 910°C的鉬擴(kuò)散爐中進(jìn)行金屬鉬的注入；10)光刻把鉬擴(kuò)散后的硅片進(jìn)行涂膠、曝光、顯影、去氧化層等工序，刻出臺(tái)面圖形；11)臺(tái)面腐蝕用混酸刻蝕臺(tái)面溝槽，混酸溫度控制在8 12°C，并用去離子水沖凈；12)電泳把硅片放在配置好的電泳液中，根據(jù)臺(tái)面溝槽需沉積的玻璃重量設(shè)置時(shí)間， 進(jìn)行電泳；13)燒結(jié)把電泳后的硅片在800 820°C的燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)；14)去氧化層用稀釋的氫氟酸浸泡、去離子水超聲清洗去除燒結(jié)后硅片表面氧化層；15)鍍鎳、鍍金將去氧化層后的硅片在專用鍍槽中進(jìn)行鍍鎳、鍍金、干燥；16)芯片切割用劃片機(jī)把鍍金后的硅片從臺(tái)面溝槽處劃成單個(gè)芯片。
2.一種快恢復(fù)二極管芯片，其特征在于；其結(jié)構(gòu)為P+NN+型，芯片截層依次為FRD芯片 (1)，臺(tái)面溝槽(2)，玻璃層(3)，金屬面(4)；芯片參數(shù)雪崩擊穿電壓VBO ^ 600V ； 正向電壓 Vf (If=8A) ^ 1. 3V ； 反向漏電流Ik = 10 μ?。?反向恢復(fù)時(shí)間Trr = 50S ； 結(jié)溫 Tj =150°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種快恢復(fù)二極管(FRD)芯片及其生產(chǎn)工藝，采用擴(kuò)散前處理、液態(tài)源兩次擴(kuò)散、背面減薄、氧化、鉑擴(kuò)散、光刻、臺(tái)面腐蝕、電泳、燒結(jié)、劃片等工藝步驟生產(chǎn)結(jié)構(gòu)為P+NN+的二極管，芯片生產(chǎn)工藝采用攜帶液態(tài)磷源深結(jié)擴(kuò)散的方法，提高了擴(kuò)散結(jié)的平坦度，加強(qiáng)了擊穿電壓的均一性、穩(wěn)定性；采用降低硼擴(kuò)散源濃度、提高硼擴(kuò)散源純度的方法，提高了快恢復(fù)二極管的抗浪涌能力；采用電泳的玻璃鈍化工藝，提高了雙向穩(wěn)壓二極管的耐壓穩(wěn)定性，可靠性；減小了反向恢復(fù)時(shí)間，提高了開(kāi)關(guān)速度，減小了壓降，降低了功耗，提高了耐壓的穩(wěn)定性，增加了二極管的可靠性。
文檔編號(hào)H01L21/329GK102087976SQ20101058124
公開(kāi)日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者劉長(zhǎng)蔚, 初亞?wèn)|, 崔俊發(fā), 梁效峰, 牛寶鋼, 王軍明, 薄勇, 邵楓 申請(qǐng)人:天津中環(huán)半導(dǎo)體股份有限公司