[發明專利]一種快恢復芯片的制造方法、制造設備和快恢復芯片

有效

• 申請號: 202110348517.X
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113223953B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 王超;任宏志
• 申請（專利權）人: 青島惠科微電子有限公司;青島惠芯微電子有限公司;北海惠科半導體科技有限公司
• 主分類號: H01L21/304
• 分類號: H01L21/304;H01L21/329;H01L29/861
• 代理公司: 深圳市百瑞專利商標事務所(普通合伙) 44240
• 代理人: 邢濤

本申請公開了一種快恢復芯片的制造方法、制造設備和快恢復芯片，所述制造方法包括步驟：使用磷源對硅片進行磷擴散，以在所述硅片的至少一面形成磷擴散結構層；去除所述硅片的其中一面的所述磷擴散結構層；使用硼源對所述硅片進行硼擴散，以在所述硅片去除所述磷擴散結構層的一面形成硼擴散結構層；對所述硼擴散結構層的表面進行拋光處理，以形成第一拋光面；使用鉑源在所述第一拋光面進行鉑擴散，以在所述第一拋光面上形成鉑擴散結構層；采用經過所述鉑擴散后的硅片制備得到快恢復芯片；通過在鉑擴散前形成拋光面，使得鉑擴散更加均勻，防止鉑分布不均勻破壞硅片的原來結構，同時提高芯片的恢復特性。

技術領域

本發明涉及的是半導體電子元器件制造技術領域，尤其是涉及一種快恢復芯片的制造方法、制造設備和快恢復芯片。

背景技術

現代電力電子電路中的主回路不論是采用換流關斷的晶閘管，還是采用有自關斷能力的新型電力電子器件，都需要一個與之并聯的功率快恢復二極管，以通過負載中的無功電流，減小主開關器件電容的充電時間，同時抑制因負載電流瞬時反向時由寄生電感感應產生的高電壓。近幾年來，隨著功率半導體器件制造技術的不斷進步，電力電子電路中的主開關器件垂直雙擴散金屬-氧化物半導體場效應晶體管、IGBT等新型功率半導體器件的設計與制造取得了巨大的進步，頻率性能不斷提高，這對與之配套使用的功率快恢復二極管提出了更高的要求。所以，該二極管必須具有短的反向恢復時間和極佳的綜合性能。具有P-i-N結構的快恢復二極管以高耐壓和高開關速度成為高壓領域應用的首選器件。

半導體芯片的生產工藝需要在硼擴后、GPP生產前進行鉑擴處理，對配置好的鉑源需要進行攪拌、涂勻，然后將芯片裝舟、進爐、出爐、冷卻，因現有工藝中的芯片在鉑擴散時，常常出現擴散不均勻的現象，影響產品的恢復特性。

發明內容

本申請的目的是提供一種快恢復芯片的制造方法、制造設備和快恢復芯片，能夠改善鉑在硅片中的分散均勻度，從而提高芯片的恢復特性。

本申請公開了一種快恢復芯片的制造方法，包括步驟：

使用磷源對硅片進行磷擴散，以在所述硅片的至少一面形成磷擴散結構層；

去除所述硅片的其中一面的所述磷擴散結構層；

使用硼源對所述硅片進行硼擴散，以在所述硅片去除所述磷擴散結構層的一面形成硼擴散結構層；

對所述硼擴散結構層的表面進行拋光處理，以形成第一拋光面；

使用鉑源在所述第一拋光面進行鉑擴散；

采用經過所述鉑擴散后的硅片制備得到快恢復芯片。

可選的，在所述對所述硼擴散結構層的表面進行拋光處理，以形成第一拋光面的步驟中，拋光后的所述硅片的厚度比未拋光前的所述硅片的厚度小3-5微米。

可選的，在所述使用鉑源在所述第一拋光面進行鉑擴散的步驟中，所述鉑源為液態鉑源，所述液態鉑源均勻涂布在所述第一拋光面上以進行鉑擴散。

可選的，在所述使用鉑源在所述第一拋光面進行鉑擴散的步驟中，所述鉑擴散的溫度為在800-950℃。

可選的，在所述去除所述硅片的其中一面的所述磷擴散結構層的步驟中，通過噴砂處理，以去除所述硅片的其中一面的所述磷擴散結構層。

可選的，在所述使用硼源對所述硅片進行硼擴散，以在所述硅片去除所述磷擴散結構層的一面形成硼擴散結構層的步驟前，所述方法還包括：

對所述硅片去除所述磷擴散結構層的表面進行拋光處理，以形成第二拋光面；

在所述使用硼源對所述硅片進行硼擴散的步驟中，在所述第二拋光面涂覆液態硼源，以對所述硅片進行硼擴散。

可選的，在所述使用鉑源在所述第一拋光面進行鉑擴散的步驟中，以每分鐘5-7升的速率通入氮氣。