高压二极管及高压二极管制作方法技术

本申请实施例提供的高压二极管及高压二极管制作方法，涉及半导体功率器件及制造领域。本申请实施例中，在高压二极管的第一半导体层和第二半导体层相对两端形成将第一半导体层及第二半导体层贯穿的扩散区，可以使得高压二极管能承受较大的高压(比如，1800V以上的电压)，同时高压二极管的终端变小，产品尺寸变小，可以节省制作成本，同时还可以降低功耗，便于封装。于封装。于封装。

【技术实现步骤摘要】
高压二极管及高压二极管制作方法


[0001]本专利技术实施例涉及半导体功率器件及制造领域，具体而言，涉及一种高压二极管及高压二极管制作方法。

技术介绍

[0002]高压二极管(High Voltage Diode)是一种用于将交流电转变为直流电的半导体器件，高压二极管最重要的特性就是单向导电性。在应用到电路中时，电流从高压二极管的正极流入负极流出。通常它包含一个PN结以及正极和负极两个端子。高压二极管主要应用在工业变频、数码发电机等领域，并可以拓展到充电桩、直流电子负载仪、UPS、工业用三相整流模块、电源及家电领域。
[0003]然而目前的高压二极管的终端尺寸较大，会导致高压二极管本身尺寸过大，制作成本增加，其次导致管芯的功耗过大，影响产品的使用效率；最后管芯尺寸过大，导致一些封装外形无法满足，同时还影响与其它产品一起合封成模块。

技术实现思路

[0004]为了克服上述技术背景中所提及的技术问题，本申请实施例提供一种高压二极管及高压二极管制作方法。
[0005]本申请的第一方面，提供一种高压二极管，所述高压二极管包括：
[0006]层叠设置的第一半导体层、硅片及第二半导体层；
[0007]位于所述第一半导体层、所述硅片及所述第二半导体层相对两端，且将所述第一半导体层、所述硅片及所述第二半导体层贯穿的扩散区；
[0008]位于所述第二半导体层远离所述第一半导体层一侧，且与所述扩散区接触的台面结构；
[0009]位于所述第二半导体层远离所述第一半导体层的第一电极层，所述第一电极层与所述台面结构绝缘；
[0010]位于所述第一半导体层远离所述第二半导体层的第二电极层。
[0011]在本申请的一种可能实施例中，所述第一半导体层为P+型半导体层；
[0012]所述第二半导体层为N+型半导体层；
[0013]所述硅片为N
‑
型半导体层；
[0014]所述扩散区为P
‑
型区域；
[0015]所述第一电极层为阳极层；
[0016]所述第二电极层为阴极层。
[0017]本申请的第二方面，提供一种高压二极管制作方法，所述方法包括：
[0018]提供一硅片，对所述硅片进行抛光处理；
[0019]对抛光处理后的硅片进行扩散处理，在所述硅片表面生长一层氧化层；
[0020]对所述硅片相对两侧的氧化层进行刻蚀，刻蚀出隔离区；
[0021]在所述硅片相对两侧形成铝金属层；
[0022]对所述铝金属层进行腐蚀，在所述硅片上确定出需要穿通的区域，并通过扩散处理形成穿通所述硅片的扩散区；
[0023]通过扩散处理在所述硅片的相对两侧形成第一半导体层和第二半导体层；
[0024]在所述第二半导体层远离所述第一半导体层的一侧制作与所述扩散区相连的台面结构；
[0025]在所述第二半导体层远离所述第一半导体层的一侧制作第一电极层；
[0026]在所述第一半导体层远离所述第二半导体层的一侧制作第二电极层。
[0027]在本申请的一种可能实施例中，所述提供一硅片，对所述硅片进行抛光处理的步骤包括：
[0028]提供一N型任意晶向的硅片；
[0029]将所述硅片进行双面抛光处理。
[0030]在本申请的一种可能实施例中，所述对抛光处理后的硅片进行扩散处理，在所述硅片表面生长一层氧化层的步骤，包括：
[0031]将所述硅片放入到炉温为1145℃～1155℃的扩散炉中，湿氧氧化处理300min～320min在所述硅片的表面生长一层厚度为1.2um～2.2um的氧化层，其中，湿氧氧化处理过程中所述扩散炉中通入氧气的流量为5.0SLM/min，通入氢气的流量为7.0SLM/min。
[0032]在本申请的一种可能实施例中，所述对所述硅片相对两侧的氧化层进行刻蚀，刻蚀出隔离区的步骤，包括：
[0033]在所述硅片相对两侧涂覆光刻胶层；
[0034]通过对所述光刻胶层进行显影曝光得到隔离区图案；
[0035]将所述硅片放入HF和BOE的混合溶液中进行刻蚀，刻蚀出所述隔离区；
[0036]所述在所述硅片相对两侧形成铝金属层的步骤，包括：
[0037]在所述硅片相对两侧分别蒸镀厚度为0.5um～1.5um的铝金属层。
[0038]在本申请的一种可能实施例中，所述对所述铝金属层进行腐蚀，在所述硅片上确定出需要穿通的区域，并通过扩散处理形成穿通所述硅片的扩散区的步骤，包括：
[0039]光刻所述铝金属层，在所述硅片上制备出扩散区对应的区域；
[0040]将所述硅片放入腐蚀液中对所述铝金属层进行腐蚀，形成需要穿通的区域；
[0041]将所述硅片放入到炉温为1283℃～1293℃的扩散炉中进行穿通扩散形成所述扩散区，其中，扩散时间为4小时，通入氮气的流量为1.7SLM/min，通入氧气的流量为1.7SLM/min，所述扩散区的最小宽度为90um～110um。
[0042]在本申请的一种可能实施例中，所述通过扩散处理在所述硅片的相对两侧形成第一半导体层和第二半导体层的步骤，包括：
[0043]将所述硅片放入到炉温为1250℃～1260℃的扩散炉中进行高温扩散在所述硅片的一侧形成所述第一半导体层，并在所述硅片表面生成一层厚度为0.5um～1.5um的氧化层，所述第一半导体层为P+型半导体层，其中，高温扩散的时间为30h，通入氮气的流量为5.0SLM/min，通入氧气的流量为5.0SLM/min；
[0044]在所述硅片形成所述第一半导体层的一侧制作光刻胶保护层；
[0045]将所述硅片放入到炉温为1250℃～1260℃的扩散炉中进行高温扩散在所述硅片
的另一侧形成所述第二半导体层，并在所述硅片表面生成一层厚度为0.9um～1.9um的氧化层，所述第二半导体层为N+型半导体层，其中，所述第一半导体层与第二半导体层之间形成结深为28um～32um的PN结，高温扩散时间为90min～110min，通入氧气的流量为5.0SLM/min，通入氢气的流量为7.0SLM/min。
[0046]在本申请的一种可能实施例中，所述在所述第二半导体层远离所述第一半导体层的一侧制作与所述扩散区相连的台面结构的步骤，包括：
[0047]利用硝酸、氢氟酸和冰乙酸的混合液腐蚀所述硅片，在所述第二半导体层远离所述第一半导体层的一侧腐蚀出与所述扩散区相连的槽；
[0048]将玻璃粉填充到所述槽中；
[0049]通过对所述玻璃粉进行烧结处理得到台面结构。
[0050]在本申请的一种可能实施例中，所述在所述第二半导体层远离所述第一半导体层的一侧制作第一电极层的步骤，包括：
[0051]在所述第二半导体层远离所述第一半导体层的一侧制作厚度为5.5um～6.5um的金属层作为所述第一电极层；
[0052]所述在所述第一半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压二极管，其特征在于，所述高压二极管包括：层叠设置的第一半导体层、硅片及第二半导体层；位于所述第一半导体层、所述硅片及所述第二半导体层相对两端，且将所述第一半导体层、所述硅片及所述第二半导体层贯穿的扩散区；位于所述第二半导体层远离所述第一半导体层一侧，且与所述扩散区接触的台面结构；位于所述第二半导体层远离所述第一半导体层的第一电极层；位于所述第一半导体层远离所述第二半导体层的第二电极层。2.如权利要求1所述的高压二极管，其特征在于：所述第一半导体层为P+型半导体层；所述第二半导体层为N+型半导体层；所述硅片为N
‑
型半导体层；所述扩散区为P
‑
型区域；所述第一电极层为阳极层；所述第二电极层为阴极层。3.一种高压二极管制作方法，其特征在于，所述方法包括：提供一硅片，对所述硅片进行抛光处理；对抛光处理后的硅片进行扩散处理，在所述硅片表面生长一层氧化层；对所述硅片相对两侧的氧化层进行刻蚀，刻蚀出隔离区；在所述硅片相对两侧形成铝金属层；对所述铝金属层进行腐蚀，在所述硅片上确定出需要穿通的区域，并通过扩散处理形成穿通所述硅片的扩散区；通过扩散处理在所述硅片的相对两侧形成第一半导体层和第二半导体层；在所述第二半导体层远离所述第一半导体层的一侧制作与所述扩散区相连的台面结构；在所述第二半导体层远离所述第一半导体层的一侧制作第一电极层；在所述第一半导体层远离所述第二半导体层的一侧制作第二电极层。4.如权利要求3所述的高压二极管制作方法，其特征在于，所述提供一硅片，对所述硅片进行抛光处理的步骤包括：提供一N型任意晶向的硅片；将所述硅片进行双面抛光处理。5.如权利要求4所述的高压二极管制作方法，其特征在于，所述对抛光处理后的硅片进行扩散处理，在所述硅片表面生长一层氧化层的步骤，包括：将所述硅片放入到炉温为1145℃～1155℃的扩散炉中，湿氧氧化处理300min～320min在所述硅片的表面生长一层厚度为1.2um～2.2um的氧化层，其中，湿氧氧化处理过程中所述扩散炉中通入氧气的流量为5.0SLM/min，通入氢气的流量为7.0SLM/min。6.如权利要求5所述的高压二极管制作方法，其特征在于，所述对所述硅片相对两侧的氧化层进行刻蚀，刻蚀出隔离区的步骤，包括：在所述硅片相对两侧涂覆光刻胶层；
通过对所述光刻胶层进行显影曝光得到隔离区图案；将所述硅片放入HF和BOE的混合溶液中进行刻蚀，刻蚀出所述隔离区；所述在所述硅片相对两侧形成铝金属层的步骤，包括：在所述硅片相对两侧分别蒸镀厚度为0.5um～1.5um的铝金属层。7.如权利要求6...

【专利技术属性】
技术研发人员：于航，李大哲，左建伟，邵长海，
申请(专利权)人：吉林华微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：