沟槽刻蚀加工工艺及二极管的生产方法技术

本发明专利技术属于二极管生产领域，具体涉及一种沟槽刻蚀加工工艺及二极管的生产方法。用开沟机开沟，然后漂洗，一次烘干后再用混酸腐蚀，混酸为硝酸、氢氟酸、醋酸和硫酸的混合物，混酸腐蚀的时间为1.8‑2.2分钟，水洗后二次烘干。开沟为开V型槽，开沟深度为：135‑140μm，V型槽顶部开口的宽度为：250‑300μm。本发明专利技术完全不需要光刻工艺就能完成晶片的沟槽刻蚀，避免了繁琐的黄光过程，无需使用昂贵的光刻胶和光刻设备，采用简单的工艺和较短的时间完成晶片的沟槽刻蚀，极大的提高效率，良品率高，节约时间和能源，保护环境，本发明专利技术还提供一种二极管的生产方法，制备的二极管性能优异。

Groove Etching Process and Diode Production Method

【技术实现步骤摘要】
沟槽刻蚀加工工艺及二极管的生产方法
本专利技术属于二极管生产领域，具体涉及一种沟槽刻蚀加工工艺及二极管的生产方法。
技术介绍
目前高频整流二极管的生产工艺包含三次黄光光刻，其中第一次黄光光刻目的是对晶片进行沟槽刻蚀，以暴露PN节，为玻璃的钝化保护提供条件，同时也是为了将晶片分成若干个独立的晶粒，便于切割分离。但是众所周知，光刻工艺步骤繁琐，包括涂胶、曝光、显影、定影、坚膜、去胶以及漂洗等。当前传统黄光刻沟工艺流程为：1.拿取清洗片入光刻站、2.硅片表面涂胶、3.前烘(软烘)、4.对准与曝光、5.显影与定影、6.坚膜(硬烘)、7.检查、填写记录及收尾工作、8.品管检验、9.一次光刻片腐蚀、10.用纯水冲洗残留酸液、11.甩干与烘烤、12.检查、填写记录、13.品管检验、14.磷面补胶、15.烘烤、16.拿取材料至台腐站、17.检查准备工作、18.二遍光刻片腐蚀、19.用纯水冲水、20.硫酸去胶、21.冲水、22.甩干与烘干、23.检查收片及收尾、24.品管检验、25.测试TRR值、26.开沟材料至清洗站，全部工艺步骤多达26步，工艺复杂，而且仅黄光光刻进行沟槽刻蚀的完成时间就长达2-3小时。光阻剂的涂布完整性、附着的牢固程度以及涉及到的显影定影工艺的稳定性，都决定了沟槽的蚀刻质量，影响因素复杂。黄光光刻进行沟槽刻蚀，不仅工艺步骤繁杂，要求苛刻，而且光刻胶品质以及光刻设备要求都比较高，好的光刻胶一般需要进口，光刻设备比较昂贵，以上因素都意味着人力、原材料以及设备的诸多要求，因此生产成本居高不下。同时，光刻工艺涉及到的光刻胶、显影定影化学品的使用以及此后的去胶清洗工艺，都会对环境造成污染。但是，黄光光刻进行沟槽刻蚀是当前通行的解决办法，没有更好的替代工艺，是目前硅二极管生产工艺的一个难题。当前的研究都是围绕黄光光刻工艺的提高，还没有能做到完全不用黄光光刻进行高质量的沟槽刻蚀的报道。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种沟槽刻蚀加工工艺，完全不需要光刻工艺就能完成晶片的沟槽刻蚀，避免了繁琐的黄光过程，无需使用昂贵的光刻胶和光刻设备，只需要使用开沟机，采用简单的工艺和较短的时间完成晶片的沟槽刻蚀，极大的提高效率，良品率高，大大降低工艺繁杂性，节约时间和能源，保护环境，本专利技术还提供一种二极管的生产方法，制备的二极管性能优异。本专利技术所述的沟槽刻蚀加工工艺，用开沟机开沟，然后漂洗，一次烘干后再用混酸腐蚀，混酸为硝酸、氢氟酸、醋酸和硫酸的混合物，混酸腐蚀的时间为1.8-2.2分钟，水洗后二次烘干。其中：开沟深度为：135-140μm，宽度为：250-300μm。优选地，开沟为开V型槽，开沟深度为：135-140μm，V型槽顶部开口的宽度为：250-300μm。用开沟机开沟时间仅需3-5分钟。本专利技术完全不需要光刻工艺就能完成晶片的沟槽刻蚀，避免了繁琐的黄光过程，无需使用昂贵的光刻胶和光刻设备，只需要使用开沟机，通过控制开沟形状、深度、宽度、时间和把握腐蚀时间，仅在3-5分钟就能完成晶片的沟槽刻蚀。漂洗为：先用清洗剂超声9-11分钟，再用70℃-90℃的热纯水超声9-11分钟，最后用流水浸泡9-11分钟。清洗剂采用本领域常规市售的清洗剂。采用此种漂洗方法，能够去掉机械开沟产生的碎屑，且不对沟产生影响。混酸腐蚀的时间为1.8-2.2分钟，优选为2分钟。酸蚀时间大大减小，因而酸液对侧向材料的腐蚀大大减少，腐蚀洞不明显，因此pn结实际有效面积提高，正向电压VF因而变小，产品电性变好。混酸由体积比为9.0-9.2：9.0-9.2：12.0-12.2：4.0-4.2的硝酸、氢氟酸、醋酸和硫酸组成，优选地，混酸由体积比为9：9：12：4的硝酸、氢氟酸、醋酸和硫酸组成。本专利技术采用开沟机开沟，混酸由体积比为9.0-9.2：9.0-9.2：12.0-12.2：4.0-4.2的硝酸、氢氟酸、醋酸和硫酸组成，混酸腐蚀效果好。而传统的黄光刻沟必须先用硝酸、氢氟酸、醋酸和硫酸组成的混酸腐蚀清洗，再用体积比为硝酸(65-68％)、氢氟酸(≥40％)、冰乙酸(99.5％)＝18：1：1的混酸腐蚀清洗，清洗过程复杂，成本高，酸洗时间长，所以对pn结腐蚀严重。水洗时间为2±0.1分钟，优选为2分钟，水洗以优化开沟质量，由于水洗时间短，不会影响晶片表面质量。二次烘干的温度为148-152摄氏度，优选为150摄氏度，时间为半小时。作为一种优选的技术方案，本专利技术所述的沟槽刻蚀加工工艺，包括如下步骤：用开沟机开沟，仅需3-5分钟，完成开沟，开沟深度为：135-140μm，宽度为：250-300μm；然后，清洗剂超声10分钟，热纯水超声10分钟，流水浸泡10分钟；一次烘干后再用混酸腐蚀，水洗2分钟以优化开沟质量，在150摄氏度下烘干，时间为半小时。作为一种优选的技术方案，本专利技术所述的沟槽刻蚀加工工艺，包括如下步骤：1、硼面开沟、2.冲洗、3.甩干与烘烤、4.检查、填写记录、5.品管检验、6.开沟腐蚀(时间较短，只是把表面洗掉)、7.冲水、8.甩干与烘干、9.检查收片及收尾、10.品管检验、11.测试TRR值、12.开沟材料至清洗站。本专利技术用开沟机进行刻沟的工艺流程如上所示，只需12步工艺，仅在3-5分钟就能完成晶片的沟槽刻蚀，相比当前传统黄光刻沟工艺的26步工艺，黄光光刻进行沟槽刻蚀完成时间长达2-3小时，本专利技术效率得到极大的提高，良品率高达99％，大大降低了工艺繁杂性、原料浪费、人工成本和设备投入，节约了能源，保护了环境。本专利技术还提供一种二极管的生产方法，包括所述的沟槽刻蚀加工工艺。作为一种优选的技术方案，本专利技术所述的二极管的生产方法，包括以下步骤：(1)硅片清洗；(2)磷硼扩散；(3)沟槽刻蚀加工工艺；(4)RCA清洗；(5)涂玻璃，烧玻璃；(6)镀镍开窗；(7)镀镍及镍烧结；(8)镀金。二极管的刻蚀晶粒尺寸为40、42、45、50或60mil。作为一种优选的技术方案，本专利技术所述的二极管的生产方法，包括以下步骤：(1)硅片清洗：用清洗剂超声，纯水冲洗，用氢氟酸浸泡，纯水清洗，烘干；(2)磷硼扩散：先扩磷，扩磷温度为1200℃，时间为3个小时；再喷砂；然后扩硼，扩硼温度为1260℃，时间为24小时；(3)所述的沟槽刻蚀加工工艺；(4)RCA清洗：用氢氟酸浸泡，冲水，在1号溶液中75℃条件下煮至少6分钟，冲水，然后在2号溶液中75℃条件下煮6分钟，清洗后烘干；其中：1号溶液为：2500ml纯水、500ml浓度为30-35％的双氧水和500ml浓度为25-28％的氨水的混合液；2号溶液为2500ml纯水、500ml浓度为30-35％的双氧水和500ml浓度为36％的盐酸的混合液；(5)涂玻璃，烧玻璃：一次涂玻璃浆，在温度650℃下保温1小时，一次涂玻璃浆的过程中通氧气，氧气流量为5L/分；再二次涂玻璃浆，在温度830℃下烧结15分钟，二次涂玻璃浆的过程中通氧气，氧气流量为10L/分；然后改为通氮气，氮气流量为10L/分；(6)镀镍开窗：涂光刻胶，在90-100℃下烘烤30-35分钟，然后经曝光、显影和定影后在130-140℃下坚膜，坚膜时间为40-50分钟；采用盐酸和氢氟酸的混合液低温开窗，低温温度为-10℃，待温度升至-5℃时拿出，冲洗和硫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沟槽刻蚀加工工艺，其特征在于：用开沟机开沟，然后漂洗，一次烘干后再用混酸腐蚀，混酸为硝酸、氢氟酸、醋酸和硫酸的混合物，混酸腐蚀的时间为1.8‑2.2分钟，水洗后二次烘干。

【技术特征摘要】
1.一种沟槽刻蚀加工工艺，其特征在于：用开沟机开沟，然后漂洗，一次烘干后再用混酸腐蚀，混酸为硝酸、氢氟酸、醋酸和硫酸的混合物，混酸腐蚀的时间为1.8-2.2分钟，水洗后二次烘干。2.根据权利要求1所述的沟槽刻蚀加工工艺，其特征在于：开沟为开V型槽，开沟深度为：135-140μm，V型槽顶部开口的宽度为：250-300μm。3.根据权利要求1所述的沟槽刻蚀加工工艺，其特征在于：开沟时间为3-5分钟。4.根据权利要求1所述的沟槽刻蚀加工工艺，其特征在于：漂洗为：先用清洗剂超声9-11分钟，再用70℃-90℃的热纯水超声9-11分钟，最后用流水浸泡9-11分钟。5.根据权利要求1所述的沟槽刻蚀加工工艺，其特征在于：混酸由体积比为9.0-9.2：9.0-9.2：12.0-12.2：4.0-4.2的硝酸、氢氟酸、醋酸和硫酸组成。6.根据权利要求1所述的沟槽刻蚀加工工艺，其特征在于：水洗时间为2-2.1分钟。7.根据权利要求1所述的沟槽刻蚀加工工艺，其特征在于：二次烘干的温度为148-152摄氏度，时间为半小时。8.一种二极管的生产方法，其特征在于：包括权利要求1-7任一所述的沟槽刻蚀加工工艺。9.根据权利要求8所述的二极管的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)硅片清洗；(2)磷硼扩散；(3)所述的沟槽刻蚀加工工艺；(4)RCA清洗；(5)涂玻璃，烧玻璃；(6)镀镍开窗；(7)镀镍及镍烧结；(8)镀金。10.根据权利要求9所述的二极管的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)硅片清洗：用清洗剂超声，纯水冲洗，用氢氟酸浸泡，纯水清洗，烘干；(2)磷硼扩散：先扩磷，扩磷温度为1200℃，时间为3个小时；再喷砂；然后扩硼，扩硼温度为1260℃，时间为24小时；(3)所述的沟槽刻蚀加工工艺；(4)RCA清洗：用氢氟酸浸泡，冲水...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘云燕，李昊阳，李广德，王鹏飞，王仁东，李书涛，魏功祥，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37