[發明專利]一種超快恢復整流二極管芯片的制造方法

在審

• 申請號: 202110731903.7
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113314413A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 吳王進;古進;龔昌明;楊波;陳海;何燕杰;唐志甫
• 申請（專利權）人: 中國振華集團永光電子有限公司（國營第八七三廠）
• 主分類號: H01L21/329
• 分類號: H01L21/329
• 代理公司: 貴州派騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 汪勁松

本發明提供的一種超快恢復整流二極管芯片的制造方法，通過硅片鍵合→氣體攜帶源擴散→磨片→硼擴散→噴砂→鉑擴散→金屬化的步驟制作二極管芯片，本發明通過高低摻雜硅片的鍵合，達到最大限度降低器件體電阻的要求，從而保證器件具有較小的正向壓降。

技術領域

本發明涉及一種超快恢復整流二極管芯片的制造方法。

背景技術

隨著電子行業飛速的發展，超快恢復整流二極管由于其高壓高頻特性，被廣泛應用到電子線路中，而目前市面上的超快恢復整流二極管產品的芯片制造方法有兩個，一個是深結擴散法，另外一個是外延生長法。

深結擴散法：該工藝是在N型襯底硅片上采用多次高溫長時間擴散方式實現芯片PN結的制造，而較高的溫度和較長的擴散時間，會給硅片帶來較多的缺陷，同時，結擴散的硅片隨著結深的方向雜質濃度呈高斯分布的降低，不能較大限度的減低芯片的體電阻，從而導致器件正向壓降比外延生長工藝的大。芯片結構示意圖及摻雜濃度變化情況如圖1。

外延生長法：該工藝的主要原理是在高濃度摻雜的N+型襯底硅片上通過外延生長工藝生長出符合設計要求的低濃度N-外延層，再在N-外延層上進行外延生長一層符合設計要求的高濃度P+型外延層，形成PN結，該工藝制造的芯片摻雜濃度均勻，能最大限度降低器件的體電阻，有效降低器件的正向壓降，芯片結構示意圖及摻雜濃度變化情況如圖2所示。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種超快恢復整流二極管芯片的制造方法。

本發明通過以下技術方案得以實現。

本發明提供的一種超快恢復整流二極管芯片的制造方法，具體步驟為：

1硅片鍵合，將高阻率硅片和低阻率硅片研磨拋光后在惰性氣體保護下鍵合；

2氣體攜帶源擴散，

3磨片，研磨鍵合后硅片的高阻率的一面；

4硼擴散；

5噴砂，噴砂處理硅片表面；

6鉑擴散，在擴散爐中采用750℃-800℃的溫度擴散0.5-2.5小時；

7金屬化。

所述硅片鍵合首先對高阻率硅片和低阻率硅片進行薄膜沉積工藝，在其表面生長二氧化硅薄膜，然后在高溫下進行鍵合并退火。

所述攜帶源擴散的擴散溫度為1100℃～1200℃，擴散時間為4h～6h。

所述硼擴散過程中擴散爐升溫速度為4～8℃/min，擴散溫度為1000～1100℃。

所述金屬化對低阻率硅片的一面摻磷區進行減薄工藝處理；然后在低阻率硅片底部進行金屬淀積，形成背面金屬。

本發明的有益效果在于：首先通過高低摻雜硅片的鍵合，然后將高電阻率一面進行研磨，可間接減薄芯片厚度，達到最大限度降低器件體電阻的要求，從而保證器件具有較小的正向壓降。

附圖說明

圖1是擴散型芯片結構及摻雜濃度變化示意圖；

圖2是外延型芯片結構及摻雜濃度變化示意圖；

圖3是本發明芯片結構示意圖及摻雜濃度變化示意圖。

具體實施方式

下面進一步描述本發明的技術方案，但要求保護的范圍并不局限于所述。

本發明一種超快恢復整流二極管芯片的制造方法，主要采用硅片鍵合工藝，將低摻雜與高摻雜硅片鍵合，再在低摻雜硅片上進行PN結制造。其主要原理為通過高低摻雜硅片的鍵合，可間接減薄芯片厚度，達到最大限度降低器件體電阻的要求，從而保證器件具有較小的正向壓降。