[發(fā)明專利]一種高HTRB的高壓快恢復(fù)二極管芯片及其生產(chǎn)工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610021877.8
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105489658B
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫瀾;劉韻吉;楊敏紅;單慧
• 申請（專利權(quán)）人: 桑德斯微電子器件（南京）有限公司
• 主分類號: H01L29/868
• 分類號: H01L29/868;H01L29/06;H01L29/40;H01L21/329
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 蔣海軍

1.一種高HTRB的高壓快恢復(fù)二極管芯片，包括芯片(1)，其特征在于：還包括N+截止環(huán)(2)、復(fù)合終端結(jié)構(gòu)(3)和P+陽極(4)，所述的芯片(1)為快恢復(fù)二極管芯片；芯片截層從右向左依次為芯片(1)、N+截止環(huán)(2)、復(fù)合終端結(jié)構(gòu)(3)和P+陽極(4)，所述的復(fù)合終端結(jié)構(gòu)(3)為偏置金屬場板場限環(huán)(32)和浮動場限環(huán)(31)，所述的浮動場限環(huán)(31)靠近P+陽極(4)一側(cè)，偏置金屬場板場限環(huán)(32)靠近N+截止環(huán)(2)一側(cè)；

采用如下工藝獲得：

1)場氧化前表面清洗：

配置氫氟酸溶液，由體積比水：氫氟酸＝6：1溶液混合得到，所述的氫氟酸溶液質(zhì)量濃度為40％；

配置1號液，由體積比為氨水：過氧化氫溶液：水＝1：(1-2)：(5-7)混合得到，所述的氨水濃度質(zhì)量濃度為27％；

配置2號液，由體積比氯化氫：過氧化氫溶液：水＝1：(1-2)：(6-8)混合得到，所述的氯化氫質(zhì)量濃度為37％、過氧化氫溶液質(zhì)量濃度為30％；清洗順序如下：

a.使用氫氟酸溶液浸泡硅片30s，用去離子水沖洗；

b.用1號液浸泡硅片10min，用去離子水沖洗；

c.使用所述的氫氟酸溶液浸泡步驟b處理后的硅片30s，后用去離子水沖洗；

d.用2號液浸泡硅片10min，后用去離子水沖洗，使用所述的氫氟酸溶液浸泡1min，最后用去離子水沖洗，對硅片表面完成清洗；

2)硅片表面場氧化層的生長：將步驟1)處理完成的硅片置于氧化爐中生長，生成一層場氧化層，場氧化層厚1-2μm，氧化爐溫度為1000-1100℃；

3)P+硼擴散光刻：對步驟2)處理完成的硅片進行光刻，形成在P+陽極區(qū)域的P+陽極(4)，復(fù)合終端結(jié)構(gòu)(3)區(qū)域形成偏置金屬場板場限環(huán)(32)和浮動場限環(huán)(31)；

4)濕刻腐蝕場氧化層：對步驟3)處理完成的硅片進行濕刻腐蝕，在P+硼擴散光刻的區(qū)域中去除步驟2)淀積的場氧化層；去除P+硼擴散光刻的光刻膠；

5)離子注入保護氧化前表面清洗：使用步驟1)的相同方法對上一步驟處理完成后的硅片表面進行清洗；

6)離子注入保護氧化層的生長：將步驟5)處理完成的硅片置于氧化爐中生長，在P+硼擴散的光刻區(qū)域生長一層保護氧化層，氧化爐溫度為900-1000℃；

7)P+硼離子注入：將步驟6)處理完成的硅片在40KeV-80KeV能量下進行硼離子轟擊，硼離子注入硅片表面，形成PN結(jié)，并完成對偏置金屬場板場限環(huán)(32)和浮動場限環(huán)(31)的注入；

8)濕刻腐蝕離子注入保護氧化層：將步驟7)處理完成的硅片，使用體積比為6：1的氟化氨和氫氟酸溶液去除P+硼擴散區(qū)域的氧化層；

9)離子推進前表面清洗：使用步驟1)的相同方法對上一步驟處理完成硅片進行表面清洗；

10)離子推進：將步驟9)處理完成的硅片置于擴散爐中，進行擴散，PN結(jié)的結(jié)深增加，完成對偏置金屬場板場限環(huán)(32)和浮動場限環(huán)(31)的擴散，激活注入的硼離子；擴散爐溫度為1100-1200℃；

11)N+截止環(huán)光刻：對步驟10)處理完成的硅片進行光刻，硅片中形成高HTRB可靠性低成本的高壓快恢復(fù)二極管的N+截止環(huán)(2)；

12)濕刻腐蝕熱氧化層：將步驟11)處理完成的硅片，使用體積比為6：1的氟化氨和氫氟酸溶液去除N+截止環(huán)(2)光刻區(qū)域淀積的熱氧化層；

13)N+截止環(huán)離子注入：將步驟12)處理完成的硅片，在N+截止環(huán)(2)使用40KeV-80KeV能量進行磷離子注入，用剝離液在常溫下去除N+截止環(huán)(2)表面的光刻膠；

14)正面金屬接觸窗口光刻：對步驟14)處理完成的硅片進行光刻，在P+陽極(4)和復(fù)合終端結(jié)構(gòu)(3)的區(qū)域中形成金屬接觸窗口的區(qū)域；

15)濕刻腐蝕熱氧化層：將步驟15)處理完成的硅片，使用濕刻腐蝕，在正面金屬接觸窗口光刻的區(qū)域使用體積比為6：1的氟化氨和氫氟酸溶液去除淀積的熱氧化層；用剝離液在常溫下去除正面金屬接觸窗口光刻的光刻膠；

16)蒸發(fā)正面金屬：將步驟16)處理完成的硅片，對硅片進行電子束蒸發(fā)，在硅片上淀積隔離金屬和正面金屬；

17)正面金屬光刻：對步驟17)處理完成的硅片進行光刻，正面金屬區(qū)域的正面金屬在P+陽極(4)和復(fù)合終端結(jié)構(gòu)(3)內(nèi)；

18)濕刻正面金屬：將步驟18)處理完成的硅片，在常溫下使用體積比為85％的磷酸溶液去除P+陽極(4)區(qū)域和復(fù)合終端結(jié)構(gòu)(3)外的正面金屬，使用剝離液在常溫下去除正面金屬光刻時涂覆的光刻膠；

19)正面金屬合金：將步驟19)處理完成的硅片置入合金爐管中，正面金屬部分形成正面金屬合金，合金爐管溫度為400-500℃，合金時間為20min；

20)背面減?。簩Σ襟E20)處理得到的硅片，將硅片厚度從背面減薄到200-300μm；

21)背面金屬淀積：對于步驟21)處理得到的硅片，在硅片背面進行直流等離子濺射淀積背面金屬，形成背面電極；

22)電子束輻照：對步驟22)處理得到的硅片，用200kGy-800kGy劑量的電子束輻照，硅片引入缺陷；

23)芯片切割：將步驟23)產(chǎn)生的硅片，使用劃片機將硅片劃成單個芯片，形成獨立芯片。