【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及软快恢复二极管芯片，尤其涉及一种软快恢复frd二极管芯片制备方法。
技术介绍
1、现代电力电子技术广泛使用igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极型晶体管)、功率mosfet(metal oxide semiconductor field effect transistor，金属氧化物半导体场效应管)等开关器件，对与之配套使用的快恢复二极管(fast recoverydiode，简称frd)提出了更高的要求，不仅要求其反向阻断电压高、正向瞬态压降小、反向恢复时间短，还要求其具有软恢复特性(即软度因子要大)，对具备这种特性的快恢复二极管称为软快恢复二极管(soft fast recovery diode，简称sfrd)。
2、目前，国内快恢复二极管的参数：反向击穿电压1100v，反向恢复时间500ns。软度因子在0.35左右，特性很硬。国际上快恢复二极管反向击穿电压1300v，反向恢复时间300ns，软度因子0.55左右。随着电力电子技术的深入发展，各种半导体器件技术不断进步，频率不断提高，这对与之配套的快恢复二极管提出了新的要求，即更小的trr以及更大的软度因子。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种软快恢复frd二极管芯片制备方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种软快恢复frd二极管芯片制备方法，包括扩散制程和
4、步骤一、扩散前处理：对硅片原料先进行机械抛光处理，得到抛光基片，然后通过硅片清洗液对抛光基片表面进行清洗处理；
5、步骤二、磷扩处理：对步骤一处理后硅片的n面进行扩散处理，先采用低浓度磷纸进行一次扩散，然后采用正常浓度磷纸进行二次扩散；
6、步骤三、一次吹砂：将磷扩处理过的硅片以40-50cm/min的传动速度速进入真空吹砂室中，将p面朝上，以0.9-1.0kg/cm2的压力进行喷砂；
7、步骤四、硼扩处理：对硅片的p面进行硼面扩散；
8、步骤五、二次吹砂：将硼扩处理过的硅片以40-50cm/min的传动速度速进入真空吹砂室中，双面吹扫，以0.9-1.0kg/cm2的压力进行喷砂，完成扩散制程。
9、优选的，所述步骤一中，选用电阻率45-50ω·cm，厚度t＝250±5μm的硅片。
10、优选的，所述步骤一中，硅片清洗液包括如下重量份的组分：去离子水80-100份、纳米磨料5-8份、两性表面活性剂1-3份、有机胺4-6份；所述纳米磨料为端氨基聚醚包覆纳米氧化铝，纳米氧化铝的粒径为20-40nm，纳米氧化铝与端氨基聚醚的质量比为(3-8)：1，所述两性表面活性剂烷基氨基丙酸盐、烷基二甲基甜菜碱、烷基羟基磺丙基甜菜碱、烷基二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱中的一种或多种；所述有机胺为四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、三甲基苄基氢氧化铵、三甲基羟乙基氢氧化铵、二甲基二羟乙基氢氧化铵、二乙胺、三乙胺、乙二胺、单乙醇胺、二乙醇胺中的一种或多种。
11、优选的，所述步骤二中，一次扩散处理前先进行附磷预热处理，将硅片平放在在石英舟上，n面朝上，然后将将低浓度磷纸附着在硅片的n面上，用挡片塞紧进低温炉，预热至280-300℃。
12、优选的，所述步骤二中，先采用低浓度磷纸进行一次扩散，一次扩散的温度为1180-1220℃，时间为6-10h，最终扩散深度为80μm；然后采用正常浓度磷纸进行二次扩散，二次扩散的温度为1230-1280℃，时间为2-4h，最终扩散深度50μm。
13、优选的，所述步骤二中，一次扩散完成后，扩散炉降温过程中，对正常浓度磷纸进行预热处理，将扩散炉降温至250-300℃，正常浓度磷纸升温至250-300℃，装上正常浓度磷纸，用挡片塞紧进扩散炉，进行二次扩散处理。
14、优选的，所述步骤四中，硼扩处理时，先将硼杂质涂敷在硅片的p面，涂好的硅片置于电热板烘干，然后将硅片的硼面相对，两片一叠，将硅片叠好后垂直放于石英舟上，并用挡片塞紧，进硼扩炉进行，进行硼扩处理，硼扩处理的温度为950-1050℃，时间为1-3h。
15、优选的，所述步骤三和步骤五中，吹砂完毕后，对硅片进行清洗。
16、本专利技术的有益效果是：
17、1、通过选用电阻率45-50ω·cm，厚度t＝250±5μm的硅片，与传统的frd芯片相比较，该硅片制成的芯片在正向电压不显著增加的情况下，可获得更高的反向击穿电压，通过采用双基区扩散工艺，新增的基区n比原基区n-的杂质浓度高，在施加反向偏压时，将载流子抽走的时间加长，即tb值变大，将软度因子s值提高到0.65左右，有效改善二极管的软度。
18、2、扩散制程中采用双基区扩散工艺，在施加反向偏压时，反向恢复时间trr也大幅增加，为降低反向恢复时间至合理范围，提高器件工作频率，将扩铂温度由880℃提高至920℃左右，使二极管反向恢复时间控制到250ns以下，提高了铂扩温度，降低了trr水平，按照传统gpp工艺进行钝化保护。
19、3、扩散制程中，一次扩散完成后，扩散炉降温过程中，对正常浓度磷纸进行预热处理，能够有效的节约操作时间，节约能源，提高处理效率。
20、4、扩散制程中，通过硅片清洗液对抛光基片表面进行清洗处理，清洗液中含有少量的纳米磨料，纳米磨料为端氨基聚醚包覆纳米氧化铝，能够进一步的提高抛光效果，且纳米磨料具有弹性包裹，能够避免在硅片上产生划痕。
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1.一种软快恢复FRD二极管芯片制备方法，包括扩散制程和GPP制程，其特征在于，所述扩散制程包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种软快恢复FRD二极管芯片制备方法，其特征在于，所述步骤一中，选用电阻率45-50Ω·cm，厚度T＝250±5μm的硅片。
3.根据权利要求1所述的一种软快恢复FRD二极管芯片制备方法，其特征在于，所述步骤一中，硅片清洗液包括如下重量份的组分：去离子水80-100份、纳米磨料5-8份、两性表面活性剂1-3份、有机胺4-6份；所述纳米磨料为端氨基聚醚包覆纳米氧化铝，纳米氧化铝的粒径为20-40nm，纳米氧化铝与端氨基聚醚的质量比为(3-8)：1，所述两性表面活性剂烷基氨基丙酸盐、烷基二甲基甜菜碱、烷基羟基磺丙基甜菜碱、烷基二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱中的一种或多种；所述有机胺为四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、三甲基苄基氢氧化铵、三甲基羟乙基氢氧化铵、二甲基二羟乙基氢氧化铵、二乙胺、三乙胺、乙二胺、单乙醇胺、二乙醇胺中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种软快恢复FRD二极管芯片制备
5.根据权利要求4所述的一种软快恢复FRD二极管芯片制备方法，其特征在于，所述步骤二中，先采用低浓度磷纸进行一次扩散，一次扩散的温度为1180-1220℃，时间为6-10h，最终扩散深度为75-85μm；然后采用正常浓度磷纸进行二次扩散，二次扩散的温度为1230-1280℃，时间为2-4h，最终扩散深度45-55μm。
6.根据权利要求5所述的一种软快恢复FRD二极管芯片制备方法，其特征在于，所述步骤二中，一次扩散完成后，扩散炉降温过程中，对正常浓度磷纸进行预热处理，将扩散炉降温至250-300℃，正常浓度磷纸升温至250-300℃，装上正常浓度磷纸，用挡片塞紧进扩散炉，进行二次扩散处理。
7.根据权利要求1所述的一种软快恢复FRD二极管芯片制备方法，其特征在于，所述步骤四中，硼扩处理时，先将硼杂质涂敷在硅片的P面，涂好的硅片置于电热板烘干，然后将硅片的硼面相对，两片一叠，将硅片叠好后垂直放于石英舟上，并用挡片塞紧，进硼扩炉进行，进行硼扩处理，硼扩处理的温度为950-1050℃，时间为1-3h。
8.根据权利要求1所述的一种软快恢复FRD二极管芯片制备方法，其特征在于，所述步骤三和步骤五中，吹砂完毕后，对硅片进行清洗。
...【技术特征摘要】
1.一种软快恢复frd二极管芯片制备方法，包括扩散制程和gpp制程，其特征在于，所述扩散制程包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种软快恢复frd二极管芯片制备方法，其特征在于，所述步骤一中，选用电阻率45-50ω·cm，厚度t＝250±5μm的硅片。
3.根据权利要求1所述的一种软快恢复frd二极管芯片制备方法，其特征在于，所述步骤一中，硅片清洗液包括如下重量份的组分：去离子水80-100份、纳米磨料5-8份、两性表面活性剂1-3份、有机胺4-6份；所述纳米磨料为端氨基聚醚包覆纳米氧化铝，纳米氧化铝的粒径为20-40nm，纳米氧化铝与端氨基聚醚的质量比为(3-8)：1，所述两性表面活性剂烷基氨基丙酸盐、烷基二甲基甜菜碱、烷基羟基磺丙基甜菜碱、烷基二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱中的一种或多种；所述有机胺为四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、三甲基苄基氢氧化铵、三甲基羟乙基氢氧化铵、二甲基二羟乙基氢氧化铵、二乙胺、三乙胺、乙二胺、单乙醇胺、二乙醇胺中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种软快恢复frd二极管芯片制备方法，其特征在于，所述步骤二中，一次扩散处理前先进行附磷预热处理，将硅片平放在在石英舟上，n面朝上，然后将将低浓度磷纸附着在硅片的n面上...
【专利技术属性】
技术研发人员：武建国，陈海波，
申请(专利权)人：常州星海电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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