[發(fā)明專利]一種去本征區(qū)P+N+型低壓硅擴散片、硅二極管及其制備方法

有效

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• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106653865B
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發(fā)明（設計）人: 陳福元;胡煜濤;毛建軍;任亮;蘇云清;虞旭俊
• 申請（專利權）人: 杭州賽晶電子有限公司
• 主分類號: H01L29/861
• 分類號: H01L29/861;H01L21/329
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高;傅朝棟

本發(fā)明公開了一種去本征區(qū)P⁺N⁺型低壓硅擴散片、硅二極管及其制備方法。包括如下步驟：1)在N型硅單晶片的正、反兩表面同步分別擴散入P+型半導體雜質(zhì)硼和N+型半導體雜質(zhì)磷，并使P⁺型雜質(zhì)擴散區(qū)和N+型雜質(zhì)擴散區(qū)穿越N型硅本征區(qū)后對接會合，得到去硅本征區(qū)P⁺N⁺型硅擴散片；2)P⁺N⁺型硅擴散片經(jīng)鍍鎳、芯片鋸切、底座焊接、臺面鈍化，壓模成型，制成P⁺N⁺型低壓硅二極管。本發(fā)明有助于解決生產(chǎn)超低壓硅二極管之專用硅單晶制備難以及成本高的問題，選用硅單晶材料靈活，簡化工藝流程，有效縮短生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品性價比，產(chǎn)品應用范圍廣，具有顯著經(jīng)濟效益。

技術領域

本發(fā)明涉及半導體器件的制造，尤其涉及一種去本征區(qū)P⁺N⁺型低壓硅二極管及其制備方法。

背景技術

眾所周知，傳統(tǒng)上采用硅單晶片制造硅二極管的方法是：選用P型或N型導電的硅單晶作為基片，然后將N型或P型導電的半導體雜質(zhì)擴散入硅基片中，以此形成硅二極管芯片的PN結(jié)。硅二極管的重要電性能參數(shù)之一是PN結(jié)的反向擊穿電壓V_B，由傳統(tǒng)方法制造的硅二極管，其PN結(jié)的反向擊穿電壓V_B取決于所用硅單晶材料的電阻率，電阻率越高，其V_B越高。當前生產(chǎn)為制造高工作耐壓硅二極管所需高電阻率硅單晶的制備技術幾乎趨于完善，市場供應的高電阻率硅單晶材料應有盡有，現(xiàn)代技術對于制造能承受成千上萬伏特的硅高壓器件已非難事，但是為獲得用于制造V_B低于十伏特的硅二極管所需的超低電阻率硅單晶卻無計可施，其問題在于硅二極管的反向工作電壓越低，要求所用的硅單晶體內(nèi)均勻摻雜的濃度越高，因為硅單晶的直拉生長法是邊生長單晶邊摻入半導體雜質(zhì)的，整個過程中硅始終處于熔融態(tài)，如此在1400℃以上的高溫下，若在硅單晶中摻入的半導體雜質(zhì)的濃度越高，單晶體內(nèi)的晶格缺陷越密集，而使用高缺陷密度的硅單晶來制造硅二極管，其反向漏電流和功耗必將急劇上升，嚴重時將毀壞器件。

長期以來，人們采用硅外延片作為制造低壓硅二極管的基片材料，若單以材料品質(zhì)而論，硅外延片始終被列為上品，這是因為用外延法生長硅外延片，雖然同樣是在硅中均勻摻入半導體雜質(zhì)，但硅外延生長所采用的溫度要比硅單晶生長所需之硅的熔點低250℃以上，顯而易見，硅外延片的晶格完整性自然趨于完美。然而美中不足的是,因受硅外延設備單產(chǎn)產(chǎn)量之限制，硅外延片的價格歷來是居高不下，并不適合用來大規(guī)模生產(chǎn)低附加值的低壓硅二極管。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決生產(chǎn)低壓硅二極管之專用硅單晶制備難以及成本高的問題，克服當前普通低壓硅二極管制造技術方面存在之不足，提供一種去本征區(qū)P⁺N⁺型低壓硅二極管及其制備方法。本發(fā)明采用的具體技術方案如下：

去本征區(qū)P⁺N⁺型低壓硅擴散片，其結(jié)構為由上層的P⁺型雜質(zhì)擴散區(qū)和下層的N⁺型雜質(zhì)擴散區(qū)對接會合而成，且兩層擴散區(qū)之間無硅本征層過渡。

去本征區(qū)P⁺N⁺型低壓硅二極管，在N型硅單晶片的正、反兩表面同步分別擴散入P⁺型半導體雜質(zhì)硼和N⁺型半導體雜質(zhì)磷，并使P⁺型雜質(zhì)擴散區(qū)和N⁺型雜質(zhì)擴散區(qū)穿越N型硅本征區(qū)后對接會合，得到去硅本征區(qū)P⁺N⁺型硅擴散片，P⁺N⁺型硅擴散片經(jīng)鍍鎳、芯片鋸切、底座焊接、臺面鈍化和壓模成型，制成P⁺N⁺型低壓硅二極管。

去本征區(qū)P⁺N⁺型低壓硅二極管的制備方法，它的步驟如下：