[發明專利]一種大功率整流管芯的制造方法

有效

• 申請號: 201710765588.3
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN109427581B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 王東東;王政英;劉銳鳴;劉芹;朱為為;唐革;姚震洋;高軍;鄒昌
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/329
• 分類號: H01L21/329
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;張杰

本發明公開了一種大功率整流管芯的制造方法，包括：鋁雜質擴散步驟、第一化學腐蝕步驟、第一氧化步驟、第二化學腐蝕步驟、磷雜質擴散步驟、第二氧化步驟、第三化學腐蝕步驟和硼雜質擴散步驟。在第一化學腐蝕步驟中，對通過鋁雜質擴散步驟得到的晶圓片進行化學腐蝕，以去除陰極面的鋁雜質并保留陽極面的鋁雜質。在第二化學腐蝕步驟中，對通過第一氧化步驟得到的晶圓片進行化學腐蝕，以去除陰極面的氧化層并保留陽極面的氧化層。在第三化學腐蝕步驟中，對通過第二氧化步驟得到的晶圓片進行化學腐蝕，以去除陽極面的氧化層并保留陰極面的氧化層。采用本發明可縮短三天的工藝時間，節省大量人力物力，降低環境污染，避免光刻膠脫落對芯片質量的影響。

技術領域

本發明涉及半導體器件技術領域，尤其涉及一種大功率整流管芯的制造方法。

背景技術

大功率整流管芯由于在工作過程中通過的電流極大，極少量的缺陷就可能造成器件的失效。圖1為現有的大功率整流管芯的定向摻雜工藝流程圖。如圖1所示，包括：鋁雜質擴散步驟S101，對N型晶圓片101的陽極面和陰極面進行鋁雜質擴散；機械研磨步驟S102，對通過鋁雜質擴散步驟S101得到的晶圓片102的陰極面進行機械研磨；第一氧化步驟S103，對通過機械研磨步驟S102得到的晶圓片103的陽極面和陰極面進行氧化；第一光刻步驟S104，對通過第一氧化步驟S103得到的晶圓片104的陽極面進行光刻膠保護；第一化學腐蝕步驟S105，對通過第一光刻步驟S104得到的晶圓片105進行化學腐蝕；磷雜質擴散步驟S106，對通過第一化學腐蝕步驟S105得到的晶圓片106的陰極面進行磷雜質擴散，并去除陽極面的氧化層；第二氧化步驟S107，對通過磷雜質擴散步驟S106得到的晶圓片107的陽極面和陰極面進行氧化；第二光刻步驟S108，對通過第二氧化步驟S107得到的晶圓片108的陰極面進行光刻膠保護；第二化學腐蝕步驟S109，對通過第二光刻步驟S108得到的晶圓片109進行化學腐蝕；硼雜質擴散步驟S110，對通過第二化學腐蝕步驟S109得到的晶圓片110的陽極面進行硼雜質擴散，并去除陰極面的氧化層，得到大功率整流管芯111。

在圖1的機械研磨步驟中，采用機械研磨的方法來去除晶圓片陰極面的鋁雜質并保留陽極面的鋁雜質，容易造成研磨面存在缺陷，降低管芯的阻斷電壓值，甚至失效。

為了解決上述問題，如圖2所示，將機械研磨步驟S102替換為光刻步驟S102a和化學腐蝕步驟S102b。光刻步驟102a，對通過鋁雜質擴散步驟S101得到的晶圓片102的陽極面進行光刻膠保護；化學腐蝕步驟S102b，對通過光刻步驟S102a得到的晶圓片103a進行化學腐蝕，得到晶圓片104。

對于圖2中的光刻步驟S102a和化學腐蝕步驟S102b，需在陽極面涂覆光刻膠，然后進行化學腐蝕，去除陰極面的P型層。該方法增加光刻工藝，光刻工藝較為繁瑣，增加管芯生產周期和生產成本。另陽極面需腐蝕5到10微米的厚度，現使用的光刻膠存在脫落的風險，可能會導致陽極面的P型層被腐蝕或者脫落的膠絲粘附在陰極面導致陰極面的P型層未完全去除干凈。

對于圖1和圖2中的第一光刻步驟S104和第一化學腐蝕步驟S105，使用光刻膠保護陽極面的氧化層，再通過化學腐蝕去除陰極面的氧化層。該方法光刻工藝繁瑣，且耗費較多人力物力成本，對環境不友好。另現使用的光刻膠存在脫落的風險，導致陽極面的氧化層被腐蝕或脫落的膠絲粘附在陰極面導致陰極面的氧化層未去除干凈。

對于圖1和圖2中的第二光刻步驟S108和第二化學腐蝕步驟S109，使用光刻膠保護陰極面的氧化層，再通過化學腐蝕去除陽極面的氧化層。該方法光刻工藝繁瑣，且耗費較多人力物力成本，對環境不友好。另現使用的光刻膠存在脫落的風險，導致陰極面的氧化層被腐蝕或脫落的膠絲粘附在陰極面導致陽極面的氧化層未去除干凈。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種大功率整流管芯的制造方法，包括以下步驟：

鋁雜質擴散步驟，對N型晶圓片的陽極面和陰極面進行鋁雜質擴散；