[發明專利]一種快恢復二極管芯片的制備方法

無效

• 申請號: 201210308248.5
• 申請日: 2012-08-28
• 公開（公告）號: CN102789970A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 周明;程萬坡;穆連和;張興杰
• 申請（專利權）人: 南通明芯微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/22
• 分類號: H01L21/22;H01L21/329
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所 32106
• 代理人: 江平

技術領域

本發明涉及一種半導體器件的制造方法，特別是快恢復二極管芯片的制備方法。

背景技術

當今快恢復二極管芯片制造中較先進的技術是采用一定電阻率的N-型單面拋光片，背面擴散N++型半導體雜質，正面擴散P型半導體雜質的方法進行制備，其工藝步驟為：清洗、背面擴散、正面擴散、背面引入復合雜質中心、刻槽、玻璃鈍化、光刻引線孔、鍍膜、光刻金屬膜及合金、背面鍍膜、劃片，該方法的不足之處為：產品的反向恢復特性差，反向恢復軟度小。長期以來，在半導體器件制造領域，人們在結構設計、工藝改進、性能優化、成本降低、可靠性等方面，作出了不懈的努力。

發明內容

本發明的目的是提供一種反向恢復時間短、反向恢復軟度因子大的、質量穩定可靠的結構新穎的快恢復二極管芯片的制備方法。

本發明提供的技術方案是：采用潔凈的一定電阻率的單面拋光N-型單晶硅經以下工藝步驟制成：

1）一次擴散：在所述N-型單晶硅的背面完成N+型半導體雜質的擴散，形成N-/N+結構；

2）二次擴散：在N-/N+結構硅片的背面完成N++型半導體雜質的擴散，形成N-/N+/N++結構；

3）在N-/N+/N++的正面完成P型半導體雜質的擴散，形成P/N-/N+/N++結構；

4）在P/N-/N+/N++背面引入半導體復合中心雜質；

5）在P/N-/N+/N++結構硅片的正面光刻臺面槽窗口，并臺面成型，玻璃鈍化；

6）在P/N-/N+/N++結構硅片的正面光刻引線孔窗口，并鍍膜；

7）在P/N-/N+/N++結構硅片的正面光刻金屬膜；

8）在P/N-/N+/N++結構硅片的背面鍍膜；

9）將P/N-/N+/N++結構硅片劃成獨立的芯片。

本發明通過兩次磷擴散和一次硼擴散的工藝方法，提高了產品的反向恢復特性，產品的反向恢復時間減小，反向恢復軟度大大提高，滿足了用戶的需求，擴大了產品的使用范圍。

本發明上述N-型單晶硅材料的電阻率為15～60Ω.cm。N+、N++型半導體雜質為磷，兩次擴散都是在硅片的背面完成，P型半導體雜質為硼，在硅片的正面完成擴散。本發明增加了一次N++擴散，增加了產品的反向恢復軟度因子，提高了產品的反向恢復特性。

第一次擴散時，將硅片正面采用SiO₂保護，背面去除SiO₂，先進行磷預擴散，再進行磷再擴散。

所述預擴散的溫度及時間為950±5℃、60±2分鐘；所述再擴散是在1240±5℃的溫度條件下，在O₂氣氛中擴散2小時，再在N₂氣氛中擴散8～13小時。可以達到合適的磷雜質分布方塊和極深。

第二次擴散時，先進行磷預擴散，再進行磷再擴散。

所述預擴散的溫度及時間為1175±5℃、240±5分鐘；所述再擴散是在1240±5℃的溫度條件下，在O₂氣氛中擴散2小時，再在N₂氣氛中擴散2～3小時。可以達到合適的磷雜質分布方塊和極深。

第三次擴散時，先采用硼進行預擴散，再采用硼進行再擴散。

所述預擴散的溫度及時間為920±5℃、60±2分鐘；所述再擴散是在1200±5℃溫度條件下，在O₂氣氛中中擴散2小時，再在N₂氣氛中擴散8～18小時。可以達到合適的硼雜質分布方塊和極深。

附圖說明

圖1為本發明產品的結構示意圖。

圖2為常規產品的結構示意圖。

圖1、圖2中，1為SiO₂，2為鍍膜區、3為鍍膜區、4為玻璃鈍化區。

具體實施方式

選取電阻率為15～60Ω.cm的N-型硅材料單面拋光片，進行快恢復二極管芯片生產的步驟如下。

1、硅片清洗：先后采用電子清洗液（NH₄OH：H₂O₂：H₂O的體積比為1:2:5）和電子清洗液（HCL:H₂O₂:H₂O的體積比為1:2:6）進行清洗，清洗液的溫度為85±5℃，清洗時間10分鐘。再用去離子水（電阻率大于14MΩ.cm)沖洗30分鐘，甩干。

2、氧化：將硅片在1150±5℃的O₂氣氛中氧化15～20小時。