一种快恢复二极管ＦＲＤ芯片及其生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种快恢复二极管（ＦＲＤ）芯片及其生产工艺，采用扩散前处理、液态源两次扩散、背面减薄、氧化、铂扩散、光刻、台面腐蚀、电泳、烧结、划片等工艺步骤生产结构为Ｐ＋ＮＮ＋的二极管，芯片生产工艺采用携带液态磷源深结扩散的方法，提高了扩散结的平坦度，加强了击穿电压的均一性、稳定性；采用降低硼扩散源浓度、提高硼扩散源纯度的方法，提高了快恢复二极管的抗浪涌能力；采用电泳的玻璃钝化工艺，提高了双向稳压二极管的耐压稳定性，可靠性；减小了反向恢复时间，提高了开关速度，减小了压降，降低了功耗，提高了耐压的稳定性，增加了二极管的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及晶体二极管芯片生产
，特别涉及一种快恢复二极管(FRD)芯 片及生产工艺，携带磷液态源扩散、钼扩散、电泳玻钝步骤使结构为P+NN+的二极管产品性 會旨提尚 ο
技术介绍
目前半导体行业内生产快恢复二极管(FRD)芯片通常采用纸源两次扩散生产工 艺。现有技术存在问题1)、采用纸源扩散的结深不平坦，导致击穿电压不够稳定，抗浪涌能 力差。2)、正向压降较大，导致功耗较大，二极管易烧毁。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为克服现有技术的不足，设计一种快恢复二极管芯片及生产工 艺，这种工艺提高了二极管开关性能，减小了开关损耗，降低了压降，减小了功耗，增强了二 极管的耐压稳定性及可靠性，延长了二极管的寿命。本专利技术是通过这样的技术方案实现的一种快恢复二极管(FRD)芯片生产工 艺，其特征在于包括如下次序的步骤1)扩散前处理通过酸、碱、去离子水超声清洗等工序，对硅片表面进行化学处理；2)磷源预沉积对处理干净的硅片在1100 1200°C的扩散炉中气体携带通入液态磷 源进行预沉积；3)磷源主扩散对预沉积后的硅片在1200 1250°C扩散炉进行扩散推进；4)扩散后处理用酸浸泡、去离子水超声清洗，使硅片分离，并去除表面氧化层；5)背面减薄用金刚砂把一面的扩散结N+磨掉，最终片厚保留在240 260μ m ；6)硼扩散把背磨后的硅片清洗干净，采用液态硼源放入1200 1250°C的扩散炉中进 行扩散形成P+；7)喷砂用金刚砂对硅片表面进行均勻的粗面化；8)氧化把喷砂后经过超砂、电子清洗剂处理的硅片在1100 1200°C的氧化炉中长一层氧化层；9)钼扩散把清洗后的硅片放入温度为900 910°C的钼扩散炉中进行金属钼的注入；10)光刻把钼扩散后的硅片进行涂胶、曝光、显影、去氧化层等工序，刻出台面图形；11)台面腐蚀用混酸刻蚀台面沟槽，混酸温度控制在8 12°C，并用去离子水冲净；12)电泳把硅片放在配置好的电泳液中，根据台面沟槽需沉积的玻璃重量设置时间， 进行电泳；13)烧结把电泳后的硅片在800 820°C的烧结炉中进行烧结；14)去氧化层用稀释的氢氟酸浸泡、去离子水超声清洗去除烧结后硅片表面氧化层；15)镀镍、镀金将去氧化层后的硅片在专用镀槽中进行镀镍、镀金、干燥；16)芯片切割用划片机把镀金后的硅片从台面沟槽处划成单个芯片； 根据所述方法获得其结构为P+NN+型二极管芯片。本专利技术的快恢复二极管芯片生产工艺，采用携带液态磷源深结扩散的方法，提 高了扩散结的平坦度，加强了击穿电压的均一性、稳定性。采用降低硼扩散源浓度、提高硼 扩散源纯度的方法，提高了快恢复二极管的抗浪涌能力。采用电泳的玻璃钝化工艺，提高了 双向稳压二极管的耐压稳定性，可靠性。因此这种工艺提高了二极管开关性能，减小了开关 损耗，降低了压降，减小了功耗，增强了二极管的耐压稳定性及可靠性，延长了二极管的寿 命。附图说明图1快恢复二极管FRD的芯片结构图2快恢复二极管FRD的制备工艺流程图图中1 FRD芯片，2.台面沟槽，3.玻璃层，4.金属面。具体实施例方式为了更清楚的理解本专利技术，结合附图和实施例详细描述本专利技术如图1所示快恢复二极管FRD的芯片结构为“P+NN+。芯片截层依次为FRD芯片1，台面 沟槽2，玻璃层3.金属面4。如图2所示快恢复二极管FRD的芯片工艺流程如下1)扩散前处理通过酸、碱、去离子水超声清洗等工序，对硅片表面进行化学处理。2)磷源预沉积对处理干净的硅片在1100 1200°C的扩散炉中气体携带通入液 态磷源进行预沉积。3)磷源主扩散对预沉积后的硅片在1200 1250°C扩散炉进行扩散推进。4)扩散后处理用酸浸泡、去离子水超声清洗，使硅片分离，并去除表面氧化层。5)背面减薄用金刚砂把一面的扩散结N+磨掉，最终片厚保留在240 260 μ m。6)硼扩散把背磨后的硅片清洗干净，采用液态硼源放入1200 1250°C的扩散炉 中进行扩散形成P+。7)喷砂用金刚砂对硅片表面进行均勻的粗面化。8)氧化把喷砂后经过超砂、电子清洗剂处理的硅片在1100 1200°C的氧化炉中长一层氧化层。9)钼扩散把清洗后的硅片放入温度为900 910°C的钼扩散炉中进行金属钼的注入。10)光刻把钼扩散后的硅片进行涂胶、曝光、显影、去氧化层等工序，刻出台面图 形。11)台面腐蚀用混酸刻蚀台面沟槽，混酸温度控制在8 12°C，并用去离子水冲 净。12)电泳把硅片放在配置好的电泳液中，根据台面沟槽需沉积的玻璃重量设置时 间，进行电泳。13)烧结把电泳后的硅片在800 820°C的烧结炉中进行烧结。14)去氧化层用稀释的氢氟酸浸泡、去离子水超声清洗去除烧结后硅片表面氧化层。15)镀镍、镀金将去氧化层后的硅片在专用镀槽中进行镀镍、镀金、干燥。16)芯片切割用划片机把镀金后的硅片从台面沟槽处划成单个芯片。17)芯片测试对单个芯片进行电参数测试。工艺改进后的参数雪崩击穿电压VBO^ 600V彡 1. 3V 10 μ A 50S 150 °C正向电压Vf (If=8A) 反向漏电流Ik 反向恢复时间Trr 结温Tj根据上述说明，结合本领域技术可实现本专利技术的方案t权利要求1.一种快恢复二极管芯片生产工艺，其特征在于包括如下次序的步骤1)扩散前处理通过酸、碱、去离子水超声清洗等工序，对硅片表面进行化学处理；2)磷源预沉积对处理干净的硅片在1100 1200°C的扩散炉中气体携带通入液态磷 源进行预沉积；3)磷源主扩散对预沉积后的硅片在1200 1250°C扩散炉进行扩散推进；4)扩散后处理用酸浸泡、去离子水超声清洗，使硅片分离，并去除表面氧化层；5)背面减薄用金刚砂把一面的扩散结N+磨掉，最终片厚保留在240 260μ m ；6)硼扩散把背磨后的硅片清洗干净，采用液态硼源放入1200 1250°C的扩散炉中进 行扩散形成P+；7)喷砂用金刚砂对硅片表面进行均勻的粗面化；8)氧化把喷砂后经过超砂、电子清洗剂处理的硅片在1100 1200°C的氧化炉中长一层氧化层；9)钼扩散把清洗后的硅片放入温度为900 910°C的钼扩散炉中进行金属钼的注入；10)光刻把钼扩散后的硅片进行涂胶、曝光、显影、去氧化层等工序，刻出台面图形；11)台面腐蚀用混酸刻蚀台面沟槽，混酸温度控制在8 12°C，并用去离子水冲净；12)电泳把硅片放在配置好的电泳液中，根据台面沟槽需沉积的玻璃重量设置时间， 进行电泳；13)烧结把电泳后的硅片在800 820°C的烧结炉中进行烧结；14)去氧化层用稀释的氢氟酸浸泡、去离子水超声清洗去除烧结后硅片表面氧化层；15)镀镍、镀金将去氧化层后的硅片在专用镀槽中进行镀镍、镀金、干燥；16)芯片切割用划片机把镀金后的硅片从台面沟槽处划成单个芯片。2.一种快恢复二极管芯片，其特征在于；其结构为P+NN+型，芯片截层依次为FRD芯片 (1)，台面沟槽(2)，玻璃层(3)，金属面(4)；芯片参数雪崩击穿电压VBO ^ 600V ； 正向电压 Vf (If=8A) ^ 1. 3V ； 反向漏电流Ik = 10 μΑ； 反向恢复时间Trr = 50S ； 结温 Tj =150°C。全文摘要本专利技术涉及一种快恢复二极管(FRD)芯片及其生产工艺，采用扩散前处理、液态源两次本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快恢复二极管芯片生产工艺，其特征在于包括如下次序的步骤：１）扩散前处理：通过酸、碱、去离子水超声清洗等工序，对硅片表面进行化学处理；２）磷源预沉积：对处理干净的硅片在１１００～１２００℃的扩散炉中气体携带通入液态磷源进行预沉积；３）磷源主扩散：对预沉积后的硅片在１２００～１２５０℃扩散炉进行扩散推进；４）扩散后处理：用酸浸泡、去离子水超声清洗，使硅片分离，并去除表面氧化层；５）背面减薄：用金刚砂把一面的扩散结Ｎ↑［＋］磨掉，最终片厚保留在２４０～２６０μｍ；６）硼扩散：把背磨后的硅片清洗干净，采用液态硼源放入１２００～１２５０℃的扩散炉中进行扩散形成Ｐ↑［＋］；７）喷砂：用金刚砂对硅片表面进行均匀的粗面化；８）氧化：把喷砂后经过超砂、电子清洗剂处理的硅片在１１００～１２００℃的氧化炉中长一层氧化层；９）铂扩散：把清洗后的硅片放入温度为９００～９１０℃的铂扩散炉中进行金属铂的注入；１０）光刻：把铂扩散后的硅片进行涂胶、曝光、显影、去氧化层等工序，刻出台面图形；１１）台面腐蚀：用混酸刻蚀台面沟槽，混酸温度控制在８～１２℃，并用去离子水冲净；１２）电泳：把硅片放在配置好的电泳液中，根据台面沟槽需沉积的玻璃重量设置时间，进行电泳；１３）烧结：把电泳后的硅片在８００～８２０℃的烧结炉中进行烧结；１４）去氧化层：用稀释的氢氟酸浸泡、去离子水超声清洗去除烧结后硅片表面氧化层；１５）镀镍、镀金：将去氧化层后的硅片在专用镀槽中进行镀镍、镀金、干燥；１６）芯片切割：用划片机把镀金后的硅片从台面沟槽处划成单个芯片。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：初亚东，刘长蔚，王军明，梁效峰，牛宝钢，薄勇，崔俊发，邵枫，
申请(专利权)人：天津中环半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：12