[發明專利]一種切割槽形成可控硅穿通結構及其方法

有效

• 申請號: 201310682748.X
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN103730488A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 耿開遠;周建;劉宗賀;李建新
• 申請（專利權）人: 啟東吉萊電子有限公司
• 主分類號: H01L29/74
• 分類號: H01L29/74;H01L29/06;H01L21/768
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 盧海洋

技術領域

本發明涉及一種可控硅生產工藝，尤其涉及一種切割槽形成穿通結構及其方法。

背景技術

目前常規可控硅生產工藝中，常規穿通工藝可控硅片厚度為220-230μm，為形成穿通結構，需高溫長時間擴散，一般的高溫擴散條件為：在1270℃下反應時間大于650h。這種方法本身工藝存在偏差并且還有可能無法穿通，工藝條件過于苛刻，生產中極大地影響了生產效率，生產過程極慢，長時間的高溫擴散對器件的損害非常大，還會降低電壓水平，使硅片變脆，提高破壞率，大大影響器件性能。因此，需要一種新的技術方案解決上述問題。

發明內容

本發明提供一種效率高、生產過程快的切割槽形成可控硅穿通結構及其方法。

本發明采用的技術方案：一種切割槽形成可控硅穿通結構包括劃切槽、穿通區和P^-短基區，穿通區位于該結構的四周，每個穿通區的上下部對稱的設有劃切槽，?P^-短基區位于該結構的上下兩端，上端的P^-短基區的上側設有N⁺磷區，上端的P^-短基區與穿通區之間設有玻璃鈍化層，玻璃鈍化層上側設有臺面槽。

一種切割槽形成可控硅穿通結構的方法，包括選材、氧化、光刻穿通槽、短基區擴散、光刻陰極和陰極擴散步驟，在光刻穿通槽與短基區擴散步驟之間增加有切割槽步驟，在陰極擴散步驟之后的工藝包括有光刻臺面槽、化學腐蝕臺面槽、玻璃鈍化和正面蒸鋁步驟，

???切割槽步驟為：使用砂輪劃片機對可控硅進行雙面切割，切割槽完全對準穿通光刻圖形，形成正背面對稱的寬度20-30μm、深度77±2μm的槽；

陰極擴散步驟之后的工藝：光刻可控硅的臺面槽，接下來使用冰乙酸、氫氟酸和硝酸的比例為1.5:3:10配置而成的化學腐蝕液對臺面槽進行腐蝕，控制溫度為0-3℃，腐蝕槽深60-85μm，接下來使用玻璃粉對可控硅進行刮涂并在擴散爐中溫度為730±20℃時進行燒結使玻璃鈍化，接下來使用引線孔板進行光刻引線孔，然后使用電子束蒸發臺進行蒸鋁，再使用鋁反刻版進行光刻，在溫度為490±20℃中放置0.5±0.2h合成鋁合金，然后使用高真空電子束蒸發Ti-Ni-Ag三層金屬使其背面金屬化，三層金屬的厚度分別為：Ti=600-1000??、Ni=3000-6000??、Ag=6000-18000??，最后使用分立器件對可控硅片進行測試，然后將硅片劃透，藍膜劃切1/4-1/3厚度，最后進行芯片包裝。

本發明的有益效果：采用劃片機切割槽的形式對穿通環部分進行切割，使得實際需要的厚度等于或小于80μm，這樣就在短基區擴散的同時形成穿通結構，完全避免高溫長時間擴散；生產效率高，生產過程快；少子壽命長，可控硅電壓高。

附圖說明

圖1為本發明產品的結構示意圖。

其中，1、劃切槽，2、穿通區，3、P^-短基區，4、N⁺磷區，5、臺面槽，6、玻璃鈍化層。

具體實施方式

實施例1

一種切割槽形成可控硅穿通結構包括劃切槽1、穿通區2和P^-短基區3，穿通區2位于該結構的四周，每個穿通區2的上下部對稱的設有劃切槽1，?P^-短基區3位于該結構的上下兩端，上端的P^-短基區3的上側設有N⁺磷區4，上端的P^-短基區3與穿通區2之間設有玻璃鈍化層6，玻璃鈍化層6上側設有臺面槽5。

一種切割槽形成可控硅穿通結構的方法，包括選材、氧化、光刻穿通槽、短基區擴散、光刻陰極和陰極擴散步驟，在光刻穿通槽與短基區擴散步驟之間增加有切割槽步驟，在陰極擴散步驟之后包括有光刻臺面槽5、化學腐蝕臺面槽5、玻璃鈍化和正面蒸鋁步驟，

???切割槽步驟為：使用砂輪劃片機對可控硅進行雙面切割，切割槽完全對準穿通光刻圖形，形成正背面對稱的寬度20μm、深度75μm的槽；