一种快恢复二极管芯片的制备方法技术

一种快恢复二极管芯片制备方法，涉及一种半导体器件的制造技术领域，本发明专利技术中包括如下工艺步骤：硅片清洗、氧化、一次扩散、二次清洗、二次扩散、三次清洗、三次扩散、氧化、背面半导体复合中心杂质引入、一次光刻、台面成型、玻璃钝化、二次光刻、正面镀膜、三次光刻、背面镀膜，最后划成独立的芯片。本发明专利技术产品的击穿电压可以根据用户的要求进行调节；产品的反向恢复软度因子大，反向恢复时间小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体器件的制造方法，特别是快恢复二极管芯片的制备方法。
技术介绍
当今快恢复二极管芯片制造中较先进的技术是采用一定电阻率的N-型单面抛光片，背面扩散N++型半导体杂质，正面扩散P型半导体杂质的方法进行制备，其工艺步骤为清洗、背面扩散、正面扩散、背面引入复合杂质中心、刻槽、玻璃钝化、光刻引线孔、镀膜、光刻金属膜及合金、背面镀膜、划片，该方法的不足之处为产品的反向恢复特性差，反向恢复软度小。长期以来，在半导体器件制造领域，人们在结构设计、工艺改进、性能优化、成本降低、可靠性等方面，作出了不懈的努力。
技术实现思路
·本专利技术的目的是提供一种反向恢复时间短、反向恢复软度因子大的、质量稳定可靠的结构新颖的快恢复二极管芯片的制备方法。本专利技术提供的技术方案是采用洁净的一定电阻率的单面抛光N-型单晶硅经以下工艺步骤制成1)一次扩散在所述N-型单晶硅的背面完成N+型半导体杂质的扩散，形成N-/N+结构； 2)二次扩散在N-/N+结构硅片的背面完成N++型半导体杂质的扩散，形成N-/N+/N++结构； 3)在N-/N+/N++的正面完成P型半导体杂质的扩散，形成P/N-/N+/N++结构； 4)在P/N-/N+/N++背面引入半导体复合中心杂质；5)在P/N-/N+/N++结构硅片的正面光刻台面槽窗口，并台面成型，玻璃钝化； 6)在P/N-/N+/N++结构硅片的正面光刻引线孔窗口，并镀膜； 7)在P/N-/N+/N++结构硅片的正面光刻金属膜； 8)在P/N-/N+/N++结构硅片的背面镀膜； 9)将P/N-/N+/N++结构硅片划成独立的芯片。本专利技术通过两次磷扩散和一次硼扩散的工艺方法，提高了产品的反向恢复特性，产品的反向恢复时间减小，反向恢复软度大大提高，满足了用户的需求，扩大了产品的使用范围。本专利技术上述N-型单晶硅材料的电阻率为15 60 cm。N+、N++型半导体杂质为磷，两次扩散都是在硅片的背面完成，P型半导体杂质为硼，在硅片的正面完成扩散。本专利技术增加了一次N++扩散，增加了产品的反向恢复软度因子，提高了产品的反向恢复特性。第一次扩散时，将硅片正面采用SiO2保护，背面去除SiO2，先进行磷预扩散，再进行磷再扩散。所述预扩散的温度及时间为950±5°C、60±2分钟；所述再扩散是在1240±5°C的温度条件下，在O2气氛中扩散2小时，再在N2气氛中扩散8 13小时。可以达到合适的磷杂质分布方块和极深。第二次扩散时，先进行磷预扩散，再进行磷再扩散。所述预扩散的温度及时间为1175 ± 5°C、240 ±5分钟；所述再扩散是在1240±5°C的温度条件下，在O2气氛中扩散2小时，再在N2气氛中扩散2 3小时。可以达到合适的磷杂质分布方块和极深。第三次扩散时，先采用硼进行预扩散，再采用硼进行再扩散。所述预扩散的温度及时间为920±5°C、60±2分钟；所述再扩散是在1200±5°C温度条件下，在O2气氛中中扩散2小时，再在N2气氛中扩散8 18小时。可以达到合适的硼杂质分布方块和极深。附图说明·图I为本专利技术产品的结构示意图。图2为常规产品的结构示意图。图I、图2中，I为SiO2, 2为镀膜区、3为镀膜区、4为玻璃钝化区。具体实施例方式选取电阻率为15 60 Q. cm的N-型硅材料单面抛光片，进行快恢复二极管芯片生产的步骤如下。I、硅片清洗先后采用电子清洗液(NH4OH =H2O2 =H2O的体积比为1:2:5)和电子清洗液(HCL = H2O2 = H2O的体积比为1:2:6)进行清洗，清洗液的温度为85±5°C，清洗时间10分钟。再用去离子水(电阻率大于14MQ. cm)冲洗30分钟，甩干。2、氧化将娃片在1150±5°C的O2气氛中氧化15 20小时。3、正面保护用HF溶液去除硅片背面的氧化层，以去离子水冲洗干净。再进行清洗硅片，方法同步骤I。4、第一次扩散进行磷预扩散和再扩散，预扩散950±5°C、1小时，然后再在1240±5°C的温度条件下，在O2气氛中扩散2小时，再在N2气氛中扩散8 13小时，以达到合适的杂质分布，形成N-/N+结构,取下娃片。5、清洗用HF溶液漂去表面磷硅玻璃及硅片背面的SiO2，去离子水冲洗干净。再进行清洗硅片，方法同步骤I。6、第二次扩散进行磷预扩散和再扩散，预扩散1175±5°C 4小时，然后再在1240±5°C的温度条件下，在O2气氛中扩散2小时，再在N2气氛中扩散2 3小时，以达到合适的杂质分布，形成N-/N+/N++结构,取下娃片。7、清洗用HF溶液去除硅片正背面的氧化层，去离子水冲洗干净。再进行清洗硅片，方法同步骤I。8、第三次扩散进行硼预扩散和再扩散，预扩散920±5°C I小时，然后再在1200±5°C温度条件下，在O2气氛中中扩散2小时，再在N2气氛中扩散8 18小时，以达到合适的杂质分布，形成P/N-/N+/N++结构,取下娃片。9、氧化在1150±5°C的O2气氛中氧化15 20小时。10、硅片背面引入半导体复合中心杂质。11、硅片正反两面涂450光刻胶，装入片架，放入90 ± 5 °C的烘箱内30 ± 5分钟，并进行曝光、显影，再将片架置于150±5°C的烘箱内30±5分钟，用HF:NH4F:H20体积比为3:6:10的混合溶液去除窗口内SiO2，并在HAC = HNO3: HF = HNO3体积比为1:0. 2:1. 25:0. 5的混合溶液中进行台面成型，再进行PN结玻璃钝化保护。12、在P/N-/N+/N++结构硅片硅片的正面涂450光刻胶，用HF:NH4F:H20体积比为3:6:10的混合溶液去净表面SiO2，正面蒸发Al (铝)，硅片正面涂450光刻胶，去除多余的Al (铝)，便于电极引出。13、在P/N-/N+/N++结构硅片的背面镀TiNiAg膜，增加欧姆接触，降低热阻。14、将P/N-/N+/N++结构硅片划成独立的芯片。至此，本专利技术制成了快恢复二极管芯片。·快恢复二极管是特种半导体器件，重要的电特性参数包括反向击穿电压、反向恢复时间和软度因子。通过在N-和N++之间增加一层N+扩散区，以提高产品的反向恢复软度因子，减少反向恢复时间。选取合适的N-材料电阻率，以满足用户对不同反向击穿电压的要求。权利要求1.一种快恢复ニ极管芯片的制备方法，其特征在于采用洁净的单面抛光N-型单晶硅片经以下エ艺步骤制成 1)一次扩散在所述N-型单晶硅的背面完成N+型半导体杂质的扩散，形成N-/N+结构； 2)二次扩散在N-/N+结构硅片的背面完成N++型半导体杂质的扩散，形成N-/N+/N++结构； 3)在N-/N+/N++的正面完成P型半导体杂质的扩散，形成P/N-/N+/N++结构； 4)在P/N-/N+/N++背面引入半导体复合中心杂质； 5)在P/N-/N+/N++结构硅片的正面光刻台面槽窗ロ，并台面成型，玻璃钝化； 6)在P/N-/N+/N++结构硅片的正面光刻引线孔窗ロ，并镀膜； 7)在P/N-/N+/N++结构硅片的正面光刻金属膜； 8)在P/N-/N+/N++结构硅片的背面镀膜； 9)将P/N-/N+/N++结构硅片划成独立的芯片。2.根据权利要求I所述快恢复ニ极管芯片的制备方法，其特征在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快恢复二极管芯片的制备方法，其特征在于采用洁净的单面抛光N？型单晶硅片经以下工艺步骤制成：1）一次扩散：在所述N？型单晶硅的背面完成N+型半导体杂质的扩散，形成N？/N+结构；2）二次扩散：在N？/N+结构硅片的背面完成N++型半导体杂质的扩散，形成N？/N+/N++结构；3）在N？/N+/N++的正面完成P型半导体杂质的扩散，形成P/N？/N+/N++结构；4）在P/N？/N+/N++背面引入半导体复合中心杂质；5）在P/N？/N+/N++结构硅片的正面光刻台面槽窗口，并台面成型，玻璃钝化；6）在P/N？/N+/N++结构硅片的正面光刻引线孔窗口，并镀膜；7）在P/N？/N+/N++结构硅片的正面光刻金属膜；8）在P/N？/N+/N++结构硅片的背面镀膜；9）将P/N？/N+/N++结构硅片划成独立的芯片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周明，程万坡，穆连和，张兴杰，
申请(专利权)人：南通明芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：