CN102129972A

CN102129972A - 一种低功耗深结深功率芯片扩散方法

Info

Publication number: CN102129972A
Application number: CN 201110041821
Authority: CN
Inventors: 杜俱元; 邱志述
Original assignee: LESHAN RADIO CO Ltd
Current assignee: LESHAN RADIO CO Ltd
Priority date: 2011-02-21
Filing date: 2011-02-21
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2031-02-21
Also published as: CN102129972B

Abstract

本发明公开了一种低功耗深结深功率芯片扩散方法，其特征在于通过从减小扩散片的厚度从而使基区宽度降低了约50um；该方法的工作步骤如下：原硅片→清洗→附磷源→扩磷→研磨→清洗→附硼源→扩硼→研磨→清洗。具体工作流程是：a)采用0.7kg的喷砂压力，每次减薄2～3um;b)在扩散可过程采用缓慢降温的方式，改传统的每分钟降温50℃到每分钟降温15℃，用于降低残留在硅片中的温度应力。不仅产品芯片的功耗低，具有高可靠性，在性能上能够达到国外同类产品水平，同时成本也与普通扩散法制作的芯片基本一致。

Description

一种低功耗深结深功率芯片扩散方法

技术领域

本发明涉及一种低功耗深结深功率芯片扩散方法。

背景技术

二极体整流器件在整流过程中，因自身存在一定的正向压降，工作时导致的发热是不容忽视的。更为重要的是，由于半导体产品采用掺杂扩散，温度高导致芯片中的掺杂具有更高的能态，从而使产品的反向漏电流高，高的漏电流形成更高的反向功耗，导致发热加剧，形成恶性循环而导致器件的损坏。因此，半导体器件低功耗化是发展趋势。

传统的浅结扩散方式，虽具有一定的低成本优势，但其工作的功耗过大，不适应目前的低碳化趋势。

但是目前世面上的低功耗芯片技术，采用的是外延工艺，因其工艺难度和生产成本较高，长期掌握在国外厂商手中，批量化和低成本化在我国国内是一项空白。虽然大量台湾二极管生产商将其封装的后道作业转移到大陆地区，但作为核心技术的前道作业——芯片主要依赖进口，这严重制约了我国电子产业的发展和升级。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对存在的前述问题,本公司积极进行技术研发，开发的低功耗深结深功率芯片扩散法，不仅产品芯片的功耗低，具有高可靠性，在性能上能够达到国外同类产品水平，同时成本也与普通扩散法制作的芯片基本一致。首先是基区宽度降低了大约50um，我们需要从扩散片的厚度上来减小，因为仅仅通过扩散来解决该问题基本是不可能的。因此我们通过减薄扩散片的总厚度来达到这一目的。

根据不同产品的需要，我们把芯片的基区设计在了50～100um，要做到该基区宽度，我们就需要解决扩散片的厚度、平整度和强度问题。流程:原硅片→清洗→附磷源→扩磷→研磨→清洗→附硼源→扩硼→研磨→清洗。首先是基区宽度降低了大约50um，我们需要从扩散片的厚度上来减小，因为仅仅通过扩散来解决该问题基本是不可能的。因此我们通过减薄扩散片的总厚度来达到这一目的。为了达到减薄的目的，我们采用了降低每次减薄量进行多次减薄的方式进行。而其他厂家为了提高生产效率，减少减薄次数，一般采用1.1Kg的喷砂压力，每次减薄6～7um，这样残留于硅片的应力较大，对于我们的薄厚度的工艺是非常大的损坏，导致后续加工过程的高破片率，为了解决该难题，我们采用0.7Kg的喷砂压力，每次减薄2～3um，这样能够保证喷砂基本不会残留应力在硅片上，这一方案的效果在后续的破片率降低上得到了验证。另外，为了能够在后续的电泳GPP生产过程减少破片，我们在扩散可过程采用缓慢降温的方式，改传统的每分钟降温50℃到每分钟降温15℃，这样的降温速度能够有效的降低残留在硅片中的温度应力。这样虽然导致一些成本的提升，但是后续芯片的韧性大大提高，成品率不会受到任何的影响。通过以上改进，项目产品在功耗方面可较传统产品降低6％～10％，同样的，由于发热较低可使整机厂家使用的铝散热器的面积降低6％～10％，从而该散热器的成本也可相应降低。

附图说明

图1是本发明低功耗深结深功率芯片扩散法流程示意图。

图2是项目产品与同类产品功耗对比示意图。

图3是芯片的基区示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，根据不同产品的需要，我们把芯片的基区设计在了50～100um，要做到该基区宽度，我们就需要解决扩散片的厚度、平整度和强度问题。

首先是基区宽度降低了大约50um，我们需要从扩散片的厚度上来减小，因为仅仅通过扩散来解决该问题基本是不可能的。因此我们通过减薄扩散片的总厚度来达到这一目的。为了达到减薄的目的，我们采用了降低每次减薄量进行多次减薄的方式进行。而其他厂家为了提高生产效率，减少减薄次数，一般采用1.1Kg的喷砂压力，每次减薄6～7um，这样残留于硅片的应力较大，对于我们的薄厚度的工艺是非常大的损坏，导致后续加工过程的高破片率，为了解决该难题，我们采用0.7Kg的喷砂压力，每次减薄2～3um，这样能够保证喷砂基本不会残留应力在硅片上，这一方案的效果在后续的破片率降低上得到了验证。另外，为了能够在后续的电泳GPP生产过程减少破片，我们在扩散可过程采用缓慢降温的方式，改传统的每分钟降温50℃到每分钟降温15℃，，这样的降温速度能够有效的降低残留在硅片中的温度应力。这样虽然导致一些成本的提升，但是后续芯片的韧性大大提高，成品率不会受到任何的影响。。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种低功耗深结深功率芯片扩散方法，其特征在于通过从减小扩散片的厚度从而使基区宽度降低了约50um；该方法的工作步骤如下：

原硅片→清洗→附磷源→扩磷→研磨→清洗→附硼源→扩硼→研磨→清洗。

2.根据权利要求1所述的低功耗深结深功率芯片扩散方法，其特征在于前述的该方法的工作步骤的具体工作流程是：

a)采用0.7Kg的喷砂压力，每次减薄2～3um;

b)在扩散可过程采用缓慢降温的方式，改传统的每分钟降温50℃到每分钟降温15℃，用于降低残留在硅片中的温度应力。