專利名稱：功率三極管芯片薄片制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三極管加工技術(shù)，尤其涉及一種功率三極管芯片薄片制造方法。
背景技術(shù)：
在功率三極管芯片制造過(guò)程中，一直沿用傳統(tǒng)工藝加工三重?cái)U(kuò)散工藝和外延工藝。三重?cái)U(kuò)散工藝流程如圖IA 圖ID所示，其使用500um左右厚度的單晶材料片，其包括的工藝有N+預(yù)擴(kuò)、N+主擴(kuò)、N+氧化，磨拋——一次氧化、光刻、基區(qū)擴(kuò)散(注入)、發(fā)射區(qū)光刻、發(fā)射區(qū)擴(kuò)散(注入)、引線孔光刻、正面金屬蒸發(fā)、正面金屬光刻、背面金屬蒸發(fā)、測(cè)試、 劃片等。三重?cái)U(kuò)散的目的是背面摻雜，為背面金屬化形成良好的歐姆接觸，其芯片材料較厚，材料成本偏高；加工流程時(shí)間長(zhǎng)，高溫(1250°C以上)控制周期長(zhǎng)(三重?cái)U(kuò)散時(shí)間一周左右)，工藝過(guò)程中不穩(wěn)定因素多，容易造成與理想值偏差大問(wèn)題大，因此加工占用的設(shè)備成本高、能耗高，從而產(chǎn)生成本損耗高、時(shí)間損耗長(zhǎng)。外延流程如圖2A 圖2C，使用材料為 200um左右的單面拋光重?fù)诫s單晶材料片，其工藝流程主要包括外延、一次氧化、光刻、基區(qū)擴(kuò)散(注入)、發(fā)射區(qū)光刻、發(fā)射區(qū)擴(kuò)散(注入)、引線孔光刻、正面金屬蒸發(fā)、正面金屬光刻、背面金屬蒸發(fā)、測(cè)試、劃片等。雖然該工藝周期較短，但由于外延過(guò)程材料昂貴，外延工藝控制要求嚴(yán)格，因此由于加工成本高，除在集成電路和MOSFET方面應(yīng)用一些外，在功率三極管方面應(yīng)用很少。綜上可知，現(xiàn)有的三極管芯片制作工藝在實(shí)際使用上，顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種功率三極管芯片薄片制造方法，其可以縮短生產(chǎn)周期、節(jié)能降耗。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種功率三極管芯片薄片制造方法，包括如下步驟在芯片加工正面金屬電極形成后，用減薄設(shè)備對(duì)芯片背面進(jìn)行減薄處理；將所述芯片背面注入濃磷，并進(jìn)行背面加熱退火處理；對(duì)所述芯片背面進(jìn)行金屬化處理。根據(jù)本發(fā)明的薄片制造方法，所述對(duì)所述芯片背面進(jìn)行金屬化處理步驟包括將芯片背面用氫氟酸進(jìn)行擦拭腐蝕，去除背面的氧化層。根據(jù)本發(fā)明的薄片制造方法，所述對(duì)所述芯片背面進(jìn)行金屬化處理步驟之后進(jìn)一步包括對(duì)芯片背面進(jìn)行清洗處理，然后對(duì)芯片背面進(jìn)金屬蒸發(fā)處理、測(cè)試和劃片。根據(jù)本發(fā)明的薄片制造方法，所述將所述芯片背面進(jìn)行加熱退火處理步驟中，所述芯片背面通過(guò)紅外加熱設(shè)備進(jìn)行加熱。根據(jù)本發(fā)明的薄片制造方法，所述芯片進(jìn)行減薄處理后的厚度為70um lOOum。本發(fā)明通過(guò)用減薄研磨設(shè)備對(duì)芯片背面進(jìn)行減薄，以保證芯片的N-區(qū)厚度，然后對(duì)芯片背面注入濃磷，通過(guò)重?fù)诫s使得芯片背面電阻率低，導(dǎo)電性增強(qiáng)。再將注入濃磷的芯片背面表面通過(guò)紅外加熱設(shè)備，對(duì)芯片背面進(jìn)行加熱退火，使得注入的磷能夠分布均勻，同時(shí)修復(fù)注入產(chǎn)生的晶格損傷，最后對(duì)芯片進(jìn)行金屬化處理。借此本發(fā)明的制作工藝節(jié)能降耗，可以在大縮短生產(chǎn)周期。


圖IA 圖ID是現(xiàn)有技術(shù)的三極管芯片的三重?cái)U(kuò)散工藝的加工結(jié)構(gòu)流程圖；圖2A 圖2C是現(xiàn)有技術(shù)的三極管芯片的外延工藝的加工結(jié)構(gòu)流程圖；圖3是本發(fā)明的薄片制造方法的方法流程圖；圖4A 圖4D是本發(fā)明的薄片制造方法的加工結(jié)構(gòu)流程圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。參見(jiàn)圖3，本發(fā)明提供了一種三極管芯片的薄片制造方法，其具體包括如下步驟步驟S301，在芯片加工正面金屬電極形成后，用減薄設(shè)備對(duì)芯片背面進(jìn)行減薄處理。本發(fā)明的工藝采用的原始材料為250um左右厚度的N-單晶芯片圓片(如圖4A所示)， 在三極管結(jié)構(gòu)制程完畢(如圖4B所示)，即經(jīng)過(guò)一次氧化、光刻、基區(qū)擴(kuò)散(注入)、發(fā)射區(qū)光刻、發(fā)射區(qū)擴(kuò)散(注入)、引線孔光刻、正面金屬蒸發(fā)、正面金屬光刻等一系列處理之后， 用減薄研磨設(shè)備對(duì)芯片背面進(jìn)行減薄(如圖4C所示)，減薄處理后的厚度在70um IOOum 不等，借此可以保證芯片的N-區(qū)厚度，進(jìn)而保障芯片所能承受的電壓，當(dāng)然，本發(fā)明中芯片減薄后的具體厚度根據(jù)產(chǎn)品的需求而定，這與三極管芯片面積和型號(hào)有關(guān)，芯片面積大一些，芯片電壓要求高一些的，則芯片厚一些；芯片面積小一些，芯片電壓要求低一些的，則芯片厚度薄一些。步驟S302，將所述芯片背面注入濃磷，并進(jìn)行背面加熱退火處理。經(jīng)過(guò)研磨減薄之后的芯片，再經(jīng)過(guò)清洗處理干凈后，用離子注入機(jī)對(duì)芯片背面進(jìn)行濃磷注入，通過(guò)重?fù)诫s使得芯片背面電阻率低，導(dǎo)電性增強(qiáng)，可以使芯片背面與后來(lái)的背面金屬形成良好的歐姆接觸，作為集電極C的接觸點(diǎn)用。同時(shí)，注入后的芯片背面表面通過(guò)紅外加熱設(shè)備，對(duì)芯片背面進(jìn)行加熱退火，使得注入的磷能夠分布均勻，同時(shí)修復(fù)注入產(chǎn)生的晶格損傷。步驟S303，對(duì)所述芯片背面進(jìn)行金屬化處理。退火完畢后，對(duì)芯片背面進(jìn)行背面金屬化處理，將芯片背面用氫氟酸(HF酸)進(jìn)行擦拭腐蝕，去除背面的氧化層(Si02)，最終形成如圖4D所示結(jié)構(gòu)。該步驟完成后可以對(duì)芯片背面進(jìn)行清洗處理，然后進(jìn)行正常的背面金屬蒸發(fā)處理、測(cè)試、劃片等操作。綜上所述，本發(fā)明通過(guò)用減薄研磨設(shè)備對(duì)芯片背面進(jìn)行減薄，以保證芯片的N-區(qū)厚度，然后對(duì)芯片背面注入濃磷，通過(guò)重?fù)诫s使得芯片背面電阻率低，導(dǎo)電性增強(qiáng)。再將注入濃磷的芯片背面表面通過(guò)紅外加熱設(shè)備，對(duì)芯片背面進(jìn)行加熱退火，使得注入的磷能夠分布均勻，同時(shí)修復(fù)注入產(chǎn)生的晶格損傷，最后對(duì)芯片進(jìn)行金屬化處理。借此本發(fā)明的制作工藝節(jié)能降耗，可以在大縮短生產(chǎn)周期。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種功率三極管芯片薄片制造方法，其特征在于，包括如下步驟 在芯片加工正面金屬電極形成后，用減薄設(shè)備對(duì)芯片背面進(jìn)行減薄處理； 將所述芯片背面注入濃磷，并進(jìn)行背面加熱退火處理；對(duì)所述芯片背面進(jìn)行金屬化處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄片制造方法，其特征在于，所述對(duì)所述芯片背面進(jìn)行金屬化處理步驟包括將所述芯片背面用氫氟酸進(jìn)行擦拭腐蝕，去除所述芯片背面的氧化層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄片制造方法，其特征在于，所述對(duì)所述芯片背面進(jìn)行金屬化處理步驟之后進(jìn)一步包括對(duì)所述芯片背面進(jìn)行清洗處理，然后對(duì)所述芯片背面進(jìn)行金屬蒸發(fā)處理、測(cè)試和劃片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄片制造方法，其特征在于，所述將所述芯片背面進(jìn)行加熱退火處理步驟中，所述芯片背面通過(guò)紅外加熱設(shè)備進(jìn)行加熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄片制造方法，其特征在于，所述芯片進(jìn)行減薄處理后的厚度為 70um IOOum0
全文摘要
本發(fā)明適用于芯片加工領(lǐng)域，提供了一種功率三極管芯片薄片制造方法，包括如下步驟在芯片加工正面金屬電極形成后，用減薄設(shè)備對(duì)芯片背面進(jìn)行減薄處理；將所述芯片背面注入濃磷，并進(jìn)行背面加熱退火處理；對(duì)所述芯片背面進(jìn)行金屬化處理。本發(fā)明的制造方法材料成本低廉，可以大幅縮短生產(chǎn)周期，節(jié)能降耗。
文檔編號(hào)H01L21/331GK102543728SQ20121000157
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者李建球, 楊曉智, 王友鑄 申請(qǐng)人:深圳市鵬微科技有限公司