本发明专利技术公开了一种P+、N+型杂质双扩散制造硅二极管的方法。包括如下步骤：1)在N型均匀掺杂的硅单晶片的表面上扩散入N型半导体杂质，得到N+/N型扩散片。2)在N+/N型扩散片的表面上扩散入P+型半导体杂质，得到P+/N+/N型扩散片。3)研磨P+/N+/N型扩散片的上下表面，并镀上镍层。4)将P+/N+/N型扩散片锯切成二极管芯片。5)将二极管芯片的上下表面与封装底座焊接、酸洗、上绝缘硅胶钝化、压模成型，制成硅二极管。本发明专利技术的P+、N+型杂质双扩散制造硅二极管的方法在选用硅单晶材料上比传统工艺方法有着更大的灵活性、适应性，从而有效提高产品性价比，产生可观的经济效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体器件的制造，尤其涉及一种P+、N+型杂质双扩散制造硅二极管的方法。
技术介绍
众所周知，普通的硅单晶片制造的二极管都是采用在N型(或P型)硅单晶中扩散入P型(或N型)半导体杂质的方法。反向击穿电压VB是硅二极管的重要电性能参数之一，对于传统工艺所制造的反向击穿电压VB在10伏以下的低压保护二极管来说，目前在硅单晶材料的制备上尚存在很大困难，这是因为传统工艺所制造的二极管，其反向击穿电压VB越低，要求相应硅单晶体内的半导体掺杂浓度越高，而在硅单晶体内掺杂浓度过高时，如要求硅中杂质浓度大于10 18/CM3，因受目前的硅单晶生长技术所限，在高温下处于熔化状态的硅晶体生长过程中将难以避免产生大量的体内晶格缺陷，以致于所制成的二极管因反向 漏电流IR过大而失效。既然目前用普通硅单晶材料和传统制管工艺生产低VB硅二极管的路走不通，又不想以材料成本价高于硅单晶整数倍的硅外延片来制造低附加值类型的低VB硅二极管，于是本专利技术之P+、N+型杂质双扩散制造硅二极管的方法应时而生。本专利技术为二极管在器件纵向结构和原硅片选材上进行的一个变革，其诀窍是在硅单晶衬底中第一次扩散掺入较高浓度杂质的基础上再迭加第二次高浓度异型杂质扩散，虽然同样为半导体杂质在硅中进行掺杂，利用杂质在硅中不同的掺杂程度来达到调控二极管的VB参数的目的，与硅单晶与硅外延片的体内均匀掺杂分布形式相比，本专利技术P+、N+型杂质在硅单晶片中双扩散获得的是由表及里、从浓到淡的呈现浓度梯度变化的非均匀杂质分布。二者的硅单晶材料、制管工艺分别对所制成的二极管VB却产生着全然不同的影响，具体表现为由硅单晶经半导体杂质一次扩散制成的二极管，其VB主要取决于硅单晶体内的均匀掺杂浓度ND [1]，很少受到二极管制造工艺波动因数的影响，而本专利技术之P+、N+型杂质双扩散制造的硅二极管，其VB仅取决于二极管PN结所处位置的扩散杂质浓度N(Xj),而与硅单晶原本体内的均匀掺杂浓度ND无关。由于杂质双扩散所得PN结处于P+、N+型杂质扩散区内，其杂质浓度N (Xj)可以远大于硅单晶体内的均匀掺杂浓度ND，易于实现在硅片表面内掺杂大于10 1Vcm3的浓度分布，而且由于硅中掺杂扩散的工艺技术业已臻于完善，杂质双扩散法所制成的二极管其反向漏电流IR符合规定指标，为此本专利技术独辟蹊径成功地解决了以硅单晶制造低VB硅二极管的难题。本专利技术的P+、N+型杂质双扩散在硅中的掺杂浓度遵从固有的规律性分布，在硅中杂质扩散的有关条件相对保持不变的前提下，其杂质浓度N (Xj)即单纯地取决于扩散结深Xj，亦即是说只要精确控制扩散结深Xj，就能有效地调控所制二极管的VB，可见在此对VB参数起关键影响作用的是制管工艺而非硅原材料，如此在低VB硅二极管这一特殊产品上便完全颠覆了以往的惟其硅原材料裁决器件VB的观念。为此，本专利技术的硅单晶中P+、N+型杂质双扩散制造硅二极管的方法在选用硅单晶材料上比传统工艺方法有着更大的灵活性、适应性，从而有效提高产品性价比，产生可观的经济效益。注硅单边突变结P+N的雪崩反向击穿电压近似计算式为[I]VB=6X1013Nd_3/4, 式中的ND为硅PN结轻掺杂侧固定杂质浓度，此公式可供本专利技术的P+、N+型杂质双扩散法制造硅二极管设计时作参考，注意到取代ND的杂质浓度N (Xj)是随杂质双扩散结深Xj改变而变化的量。 参考资料 [I]S. M. Sze and G. Gibbons;Appl. PHYS. lett, Vol. 8, NO. 5, p. Ill, 19660
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术在低附加值产品方面的市场竞争力的不足，提供一种P+、N+型杂质双扩散制造低VB硅二极管的方法。P+、N+型杂质双扩散制造硅二极管的方法包括如下步骤 1)先采用I号化学电子清洗液清洗，I号化学电子清洗液的组成为NH40H:H202H20=l:2 :5，然后采用2号化学电子清洗液清洗，2号化学电子清洗液的组成为HCL H202 H20=l 2 :8，清洗温度均为80 85°C，清洗时间均为10 20分钟，再采用纯水冲洗2 3次，纯水电阻率> 15兆欧姆厘米，每次冲水时间> 30分钟，硅片清洗后甩干； 2)在均匀掺杂的N型硅单晶片的表面上高温扩散入N+型半导体杂质，得到N+/N型扩散片；所扩散的N+型半导体杂质源为磷纸，扩散温度为1150°C 1250°C，扩散时间为2 4H;再在N+/N型扩散片的表面上高温扩散入P+型半导体杂质，得到P+/ N+/N型扩散片；所扩散的P+型半导体杂质源为硼纸，扩散温度为1260°C 1280°C，扩散时间为I 3H : 3)研磨P+/N+/N型扩散片的上下表面，并在上下表面镀上镍层； 4)将上下表面镀有镍层的P+/N+/N型扩散片锯切成二极管芯片； 5)将二极管芯片的上下表面与封装底座焊接，酸洗、上胶钝化、压模，制成硅二极管。所述的N型硅单晶片的电阻率为0.01 1.0Q Cm，硅单晶片厚度为200iim 300 u m0本专利技术的P+、N+型杂质双扩散制造硅二极管的方法在选用硅单晶材料上比传统工艺方法有着更大的灵活性、适应性，从而有效提高产品性价比，产生可观的经济效益。附图说明图I是N型硅单晶中P+、N+型杂质双扩散制造二极管的工艺流程 图2是传统工艺N型硅单晶中P+型杂质扩散制造二极管的工艺流程图。具体实施例方式P+、N+型杂质双扩散制造硅二极管的方法包括如下步骤 I)先采用I号化学电子清洗液清洗，I号化学电子清洗液的组成为NH40H:H202 H20=l:2 :5，然后采用2号化学电子清洗液清洗，2号化学电子清洗液的组成为HCL H202 H20=l 2 :8，清洗温度均为80 85°C，清洗时间均为10 20分钟，再采用纯水冲洗2 3次，纯水电阻率> 15兆欧姆厘米，每次冲水时间> 30分钟，硅片清洗后甩干；2)在均匀掺杂的N型硅单晶片的表面上高温扩散入N+型半导体杂质，得到N+/N型扩散片；所扩散的N+型半导体杂质源为磷纸，扩散温度为1150°C 1250°C，扩散时间为2 4H;再在N+/N型扩散片的表面上高温扩散入P+型半导体杂质，得到P+/ N+/N型扩散片；所扩散的P+型半导体杂质源为硼纸，扩散温度为1260°C 1280°C，扩散时间为I 3H : 3)研磨P+/N+/N型扩散片的上下表面，并在上下表面镀上镍层； 4)将上下表面镀有镍层的P+/N+/N型扩散片锯切成二极管芯片； 5)将二极管芯片的上下表面与封装底座焊接，酸洗、上胶钝化、压模，制成硅二极管。所述的N型硅单晶片的电阻率为0.01 1.0Q Cm，硅单晶片厚度为200iim 300 u m0实施例I : 1)先采用I号化学电子清洗液清洗，I号化学电子清洗液的组成为NH40H:H202H20=l:2 :5，然后采用2号化学电子清洗液清洗，2号化学电子清洗液的组成为HCL H202 H20=l 2 :8，清洗温度均为80°C，清洗时间均为10分钟，再采用纯水冲洗2次，纯水电阻率^ 15兆欧姆厘米，每次冲水时间> 30分钟，硅片清洗后甩干； 2)在均匀掺杂的N型硅单晶片的表面上高温扩散入本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种P+、N+型杂质双扩散制造硅二极管的方法，其特征在于包括如下步骤 1)先采用I号化学电子清洗液清洗，I号化学电子清洗液的组成为NH40H:H202H20=l:2 :5，然后采用2号化学电子清洗液清洗，2号化学电子清洗液的组成为HCL H202 H20=l 2 :8，清洗温度均为80 85°C，清洗时间均为10 20分钟，再采用纯水冲洗2 3次，纯水电阻率> 15兆欧姆厘米，每次冲水时间> 30分钟，硅片清洗后甩干； 2)在均匀掺杂的N型硅单晶片的表面上高温扩散入N+型半导体杂质，得到N+/N型扩散片；所扩散的N+型半导体杂质源为磷纸，扩散温度为1150°C 1250°C，...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈福元，毛建军，胡煜涛，朱志远，王铮，任亮，苏云清，
申请(专利权)人：杭州杭鑫电子工业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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