[發明專利]一種二極管及其制備方法

有效

• 申請號: 201810878909.5
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN109103095B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 林聚;李倩;劉靜
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01L21/329
• 分類號: H01L21/329;H01L21/228;H01L29/861
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;陳征

本發明公開了一種二極管及其制備方法，制備方法包括，對半導體晶片表面進行預處理，并在一側的預處理層上涂覆第一液態金屬，摻雜處理，停止摻雜處理后檢測并篩選出單向導電性能滿足預設值的半導體晶片，切割后在第一液態金屬中固定金屬絲作為陽極，去除另一側的預處理層并涂覆第二液態金屬，在第二液態金屬中固定金屬絲作為陰極，得二極管管芯，隨后進行后處理制得二極管。本發明所提供的制備方法能大幅簡化傳統工藝中極為復雜的摻雜及合金步驟，整個制備方法中沒有光刻步驟，無需擴散或離子注入設備，大幅度降低了二極管制備的設備要求，能有效降低其生產成本；所制得的二極管結構和性能穩定，成本更低，應用前景廣闊，理論和實際意義重大。

技術領域

本發明涉及半導體器件技術領域，更具體地，涉及一種二極管及其制備方法。

背景技術

二極管是一種應用廣泛的半導體器件，其基本功能是只允許電流由單一方向流過。在實際電路中，二極管可以起到穩壓、檢波、整流、鉗位和限幅等作用，作為集成電路中不可或缺的器件，二極管的制作對電子工業意義重大。

傳統二極管的制備過程一般包括熱氧化、摻雜、合金、清洗、測試、焊接封裝等步驟，其中，摻雜步驟一般采用高溫熱擴散或離子注入技術，為了控制摻雜區域，該過程還需要多次進行上光刻膠、光刻、去除光刻膠等工序，流程及需要的設備都極為復雜。

具體地，以在硅片上使用熱擴散法制作二極管為例，首先對單晶硅片進行熱氧化，然后進行拋光，涂光刻膠，利用掩膜曝光、顯影、腐蝕、去膠后得到擴散窗口，以適當擴散源及擴散條件進行雜質預淀積，再使用驅入工藝得到PN結，合金后再次進行光刻得到引出電極，清洗硅片，管芯制作完成。此后，還需要進行測片、劃片、裝配、封裝、電參數測試、篩選、電鍍、印字才得到成品管。類似地，以鍺、砷化鎵、磷化鎵、硫化鎘、硫化鋅等為基底材料制作二極管同樣極為復雜。由上可知，在二極管的整個制備過程中，摻雜、合金步驟都需要結合光刻，是其中最為復雜的兩步。

綜上所述，如何在現有研究基礎上，研究開發一種簡便且高效的二極管的制備方法，制備得到結構和性能穩定且成本低廉的二極管，具有重要的理論和實際意義。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種二極管及其制備方法。

根據本發明一方面提供了一種二極管的制備方法，包括如下步驟：

S1、對半導體晶片表面進行預處理，控制預處理層的厚度為10 nm-1 μm；

S2、在步驟S1中得到的所述半導體晶片一側的預處理層上涂覆第一液態金屬；

S3、對涂覆有第一液態金屬的所述半導體晶片進行摻雜處理，所述摻雜處理包括將所述半導體晶片置于加熱裝置中進行加熱處理和/或在所述半導體晶片與所述第一液態金屬之間連接電壓源，所述電壓源的正極和負極分別與所述液態金屬和所述半導體晶片連接；

S4、停止摻雜處理，檢測并篩選出單向導電性能滿足預設值的半導體晶片，切割，并在所述第一液態金屬中固定金屬絲，作為陽極；

S5、去除所述半導體晶片上未涂覆第一液態金屬一側的預處理層，并在去除了預處理層的半導體晶片上二次涂覆第二液態金屬，并在所述第二液態金屬中固定金屬絲，作為陰極，即得二極管管芯；

S6、對步驟S5中得到的二極管管芯進行后處理，制得二極管。

在上述技術方案中，步驟S3中，所述電壓源為直流穩壓電源，其電壓為0-100 V。

優選地，在上述技術方案中，步驟S3中，所述加熱處理的處理溫度為25-1000 ℃。