CN102569044B - 二极管sf芯片的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二极管SF芯片的制造方法，将表面处理后的硅片放在扩散炉中，通入液态磷源进行预沉积及扩散推进；再用氢氟酸浸泡后，去除表面的氧化层，控制硅片的整体厚度，将一面的扩散结N+磨掉，采用液态硼源，控制扩散炉内的温度进行扩散成P+，再将其表面进行粗面化处理；再经过超砂、电子清洗剂处理的硅片，在炉中氧化，控制铂扩散炉中的温度，将硅片进行金属铂的注入；经铂扩散后的硅片进行放在电泳液中进行电泳，电泳后将硅片放置烧结炉中进行烧结；将得到的硅片用氢氟酸浸泡后，再用去离子水超声清洗，进行两次镀镍处理及镀金处理，将处理后的硅片从台面沟槽处划成单个芯粒，即得所需二极管SF芯片。
Description
技术领域
本发明涉及二极管制造领域，特别是涉及一种二极管SF芯片的制造方法。
背景技术
目前半导体行业中生产二极管SF芯片一般采用纸源两次扩散方法，现有技术存在两个问题：第一，扩散的结深不平，导致击穿电压不够稳定，硬击穿率低，承受的浪涌能力差；第二，正向压降较大，从而导致功耗也较大，因此二极管SF芯片在工作中容易会损坏。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种可靠性强，寿命长的二极管SF芯片的制造方法。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案实现：
二极管SF芯片的制造方法，包括如下步骤：
(1)将表面处理后的硅片放在扩散炉中，控制扩散炉内的温度在1100～1200℃范围内，气体携带通入液态磷源进行预沉积，控制气体的流量在每小时3.5立方米，通气3小时，所述的磷源覆盖率大于99％；
(2)控制扩散炉内的温度在1200～1250℃范围内，对步骤(1)中经预沉积后的硅片进行扩散推进；
(3)将步骤(2)中经扩散推进的硅片用氢氟酸浸泡后，再用去离子水超声清洗，以去除其表面的氧化层；
(4)将步骤(3)中得到的硅片，将其一面的N+扩散结磨掉，控制硅片的整体厚度在220～240μm范围内；
(5)将步骤(4)中得到的硅片清洗干净，采用液态硼源，控制扩散炉内的温度在1200～1250℃范围内，进行扩散成P+，再将其表面进行粗面化处理；
(6)将步骤(5)中得到的硅片经过超砂、电子清洗剂处理，在1100～1200℃的氧化炉中氧化；
(7)将步骤(6)中得到的硅片经过清洗后，控制铂扩散炉中的温度在900～910℃的范围内，将硅片进行金属铂的注入；
(8)将步骤(7)中得到的经铂扩散后的硅片进行涂胶、曝光、显影、去氧化层，控制混酸温度在8～12℃范围内，利用混酸刻蚀台面沟槽；
(9)将硅片放在电泳液中进行电泳，电泳后将硅片放置于800～820℃的烧结炉中进行烧结；
(10)将步骤(9)中得到的硅片用氢氟酸浸泡后，再用去离子水超声清洗，以去除其表面的氧化层；
(11)将步骤(10)中经去除氧化层得到的硅片进行一次镀镍处理后，再放在500℃的炉内烧1小时后，再进行二次镀镍处理；
(12)将步骤(11)中经二次镀镍后的硅片进行镀金处理；
(13)将步骤(12)中经镀金处理的硅片从台面沟槽处划成单个芯粒，即得所需二极管SF芯片；
所述的步骤(9)中的电泳液为：93.75％的异丙醇与6.25％的聚乙烯蜡的混合液，并在每10升的混合液中添加375克玻璃粉即为所需的电泳液；其电泳所需的时间根据台面沟槽需沉积的玻璃重量设置。
进一步的，所述的步骤(6)中的喷砂处理，其喷砂的颗粒为600目金刚砂。
所述的步骤(1)中的液态磷源选用：三氯化磷。
所述的步骤(2)中的氢氟酸选用浓度为30％的氢氟酸。
所述的步骤(4)中的液态硼源选用配比为：氧化硼︰无水乙醇为3︰7的混合物。
所述的步骤(6)中的电子清洗剂处理，其清洗剂选用型号为051哈摩粉。
所述的步骤(7)中的金属铂的注入，其金属铂选用比例为铂金水︰异丙醇为1︰9的混合物。
所述的步骤(8)中的混酸选用配比为硝酸︰氢氟酸︰冰乙酸︰硫酸为9︰9︰12︰4的混酸。
所述的步骤(9)中的电泳液为：93.75％的异丙醇与6.25％的聚乙烯蜡的混合液，并在每10升的混合液中添加375克玻璃粉即为所需的电泳液，其电泳液所需的时间根据台面沟槽序沉积的玻璃重量设置。
所述的步骤(10)中的氢氟酸选用浓度为10％的氢氟酸。
本发明提供的技术方案中，采用气体携带通入液态磷源可以让磷源均匀的附着在硅片的表面上；为控制硅片的电性达到一致性，从而控制硅片的整体厚度在220～240um范围内；采用降低硼扩散源浓度提高硼扩散源纯度的方法，提高了快速恢复二极管的承受浪涌能力；采用电泳的玻璃钝化工艺，提高了耐压的稳定性，可靠性；减小了反向恢复时间，提高了开关的速度。
本发明的有益效果在于：采用本发明提供的技术方案，能够提高扩散结的平坦度，加强击穿电压的均一性、稳定性，同时减小了压降，降低了功耗，增加了二极管的可靠性和使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做详细的描述。
实施例1
二极管SF芯片的制造方法，包括如下步骤：
(1)将表面处理后的硅片放在扩散炉中，控制扩散炉内的温度在1100～1200℃范围内，气体携带通入液态磷源进行预沉积，控制气体的流量在每小时大概3.5立方米，通气3小时，所述的磷源覆盖率达99.5％；
(2)控制扩散炉内的温度在1200℃范围内，对步骤(1)中经预沉积后的硅片进行扩散推进；
(3)将步骤(2)中经扩散推进的硅片用浓度为30％的氢氟酸浸泡后，再用去离子水超声清洗，以去除其表面的氧化层；
(4)将步骤(3)中得到硅片，将其一面的扩散N+结磨掉，控制硅片的整体厚度在220μm范围内；
(5)将步骤(4)中得到的硅片清洗干净，采用配比为，氧化硼︰无水乙醇为3︰7的液态硼源，控制扩散炉内的温度在1200℃范围内，进行扩散成P+，再将其表面进行粗面化处理；
(6)将步骤(5)中得到的硅片经过600目金刚砂、选用型号为051哈摩粉的硅片，在1100℃的氧化炉中氧化；
(7)将步骤(6)中得到的硅片经过清洗后，控制铂扩散炉中的温度在900℃的范围内，将硅片进行金属铂的注入；所述的金属铂选用比例为铂金水︰异丙醇为1︰9的混合物。
(8)将步骤(7)中得到的经铂扩散后的硅片进行涂胶、曝光、显影、去氧化层，控制混酸温度在8℃范围内，利用混酸刻蚀台面沟槽；所述的混酸选用配比为硝酸︰氢氟酸︰冰乙酸︰硫酸为9︰9︰12︰4的混酸。
(9)将硅片放在电泳液中进行电泳，电泳后将硅片放置于800℃的烧结炉中进行烧结；所述的电泳液为：93.75％的异丙醇与6.25％的聚乙烯蜡的混合液，并在每10升的混合液中添加375克玻璃粉即为所需的电泳液，其电泳所需的时间根据台面沟槽需沉积的玻璃重量设置。
(10)将步骤(9)中得到的硅片用浓度为10％的氢氟酸浸泡后，再用去离子水超声清洗，以去除其表面的氧化层；
(11)将步骤(10)中经去除氧化层得到的硅片进行一次镀镍处理后，再放在500℃的炉内烧1小时，炉内加热过程中用氮气保护，再进行二次镀镍处理；
(12)将步骤(11)中经二次镀镍后的硅片进行镀金处理；
(13)将步骤(12)中经镀金处理的硅片从台面沟槽处划成单个芯粒，即得所需二极管SF芯片。
实施例2
二极管SF芯片的制造方法，包括如下步骤：
(1)将表面处理后的硅片放在扩散炉中，控制扩散炉内的温度在1100～1200℃范围内，气体携带通入液态磷源进行预沉积，控制气体的流量在每小时大概3.5立方米，通气3小时，所述的磷源覆盖率大于99.8％；
(2)控制扩散炉内的温度在1250℃范围内，对步骤(1)中经预沉积后的硅片进行扩散推进；
(3)将步骤(2)中经扩散推进的硅片用浓度为30％的氢氟酸浸泡后，再用去离子水超声清洗，以去除其表面的氧化层；
(4)将步骤(3)中得到硅片，将其一面的N+扩散结磨掉，控制硅片的整体厚度在240μm范围内；
(5)将步骤(4)中得到的硅片清洗干净，采用配比为，氧化硼︰无水乙醇为3︰7的液态硼源，控制扩散炉内的温度在1250℃范围内，进行扩散成P+，再将其表面进行粗面化处理；
(6)将步骤(5)中得到的硅片经过600目金刚砂、选用型号为051哈摩粉的硅片，在1200℃的氧化炉中氧化；
(7)将步骤(6)中得到的硅片经过清洗后，控制铂扩散炉中的温度在910℃的范围内，将硅片进行金属铂的注入；所述的金属铂选用比例为铂金水︰异丙醇为1︰9的混合物。
(8)将步骤(7)中得到的经铂扩散后的硅片进行涂胶、曝光、显影、去氧化层，控制混酸温度在12℃范围内，利用混酸刻蚀台面沟槽；所述的混酸选用配比为硝酸︰氢氟酸︰冰乙酸︰硫酸为9︰9︰12︰4的混酸。
(9)将硅片放在电泳液中进行电泳，电泳后将硅片放置于820℃的烧结炉中进行烧结；所述的电泳液为：93.75％的异丙醇与6.25％的聚乙烯蜡的混合液，并在每10升的混合液中添加375克玻璃粉即为所需的电泳液，其电泳所需的时间根据台面沟槽需沉积的玻璃重量设置。
(10)将步骤(9)中得到的硅片用浓度为10％的氢氟酸浸泡后，再用去离子水超声清洗，以去除其表面的氧化层；
(11)将步骤(10)中经去除氧化层得到的硅片进行一次镀镍处理后，再放在500℃的炉内烧1小时，炉内加热过程中用氮气保护，再进行二次镀镍处理；
(12)将步骤(11)中经二次镀镍后的硅片进行镀金处理；
(13)将步骤(12)中经镀金处理的硅片从台面沟槽处划成单个芯粒，即得所需二极管SF芯片。
实施例3
二极管SF芯片的制造方法，包括如下步骤：
(1)将表面处理后的硅片放在扩散炉中，控制扩散炉内的温度在1100～1200℃范围内，气体携带通入液态磷源进行预沉积，控制气体的流量在每小时大概3.5立方米，通气3小时，所述的磷源覆盖率大于99.9％；
(2)控制扩散炉内的温度在1220℃范围内，对步骤(1)中经预沉积后的硅片进行扩散推进；
(3)将步骤(2)中经扩散推进的硅片用浓度为30％的氢氟酸浸泡后，再用去离子水超声清洗，以去除其表面的氧化层；
(4)将步骤(3)中得到硅片，将其一面的N+扩散结磨掉，控制硅片的整体厚度在230μm范围内；
(5)将步骤(4)中得到的硅片清洗干净，采用配比为，氧化硼︰无水乙醇为3︰7的液态硼源，控制扩散炉内的温度在1250℃范围内，进行扩散成P+，再将其表面进行粗面化处理；
(6)将步骤(5)中得到的硅片经过600目金刚砂、选用型号为051哈摩粉的硅片，在1200℃的氧化炉中氧化；
(7)将步骤(6)中得到的硅片经过清洗后，控制铂扩散炉中的温度在905℃的范围内，将硅片进行金属铂的注入；所述的金属铂选用比例为铂金水︰异丙醇为1︰9的混合物。
(8)将步骤(7)中得到的经铂扩散后的硅片进行涂胶、曝光、显影、去氧化层，控制混酸温度在12℃范围内，利用混酸刻蚀台面沟槽；所述的混酸选用配比为硝酸︰氢氟酸︰冰乙酸︰硫酸为9︰9︰12︰4的混酸。
(9)将硅片放在电泳液中进行电泳，电泳后将硅片放置于810℃的烧结炉中进行烧结；所述的电泳液为：93.75％的异丙醇与6.25％的聚乙烯蜡的混合液，并在每10升的混合液中添加375克玻璃粉即为所需的电泳液，其电泳所需的时间根据台面沟槽需沉积的玻璃重量设置。
(10)将步骤(9)中得到的硅片用浓度为10％的氢氟酸浸泡后，再用去离子水超声清洗，以去除其表面的氧化层；
(11)将步骤(10)中经去除氧化层得到的硅片进行一次镀镍处理后，再放在500℃的炉内烧1小时，炉内加热过程中用氮气保护，再进行二次镀镍处理；
(12)将步骤(11)中经二次镀镍后的硅片进行镀金处理；
(13)将步骤(12)中经镀金处理的硅片从台面沟槽处划成单个芯粒，即得所需二极管SF芯片。
Claims (8)
1.二极管SF芯片的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将表面处理后的硅片放在扩散炉中，控制扩散炉内的温度在1100～1200℃范围内，气体携带通入液态磷源进行预沉积，控制气体的流量在每小时3.5立方米，通气3小时，所述的磷源覆盖率大于99％；
(2)控制扩散炉内的温度在1200～1250℃范围内，对步骤(1)中经预沉积后的硅片进行扩散推进；
(3)将步骤(2)中经扩散推进的硅片用氢氟酸浸泡后，再用去离子水超声清洗，以去除其表面的氧化层；
(4)将步骤(3)中得到的硅片，将其一面的N+扩散结磨掉，控制硅片的整体厚度在220～240μm范围内；
(5)将步骤(4)中得到的硅片清洗干净，采用液态硼源，控制扩散炉内的温度在1200～1250℃范围内，进行扩散成P+，再将其表面进行粗面化处理；
(6)将步骤(5)中得到的硅片经过超砂、电子清洗剂处理，在1100～1200℃的氧化炉中氧化；
(7)将步骤(6)中得到的硅片经过清洗后，控制铂扩散炉中的温度在900～910℃的范围内，将硅片进行金属铂的注入；
(8)将步骤(7)中得到的经铂扩散后的硅片进行涂胶、曝光、显影、去氧化层，控制混酸温度在8～12℃范围内，利用混酸刻蚀台面沟槽；
(9)将硅片放在电泳液中进行电泳，电泳后将硅片放置于800～820℃的烧结炉中进行烧结；
(10)将步骤(9)中得到的硅片用氢氟酸浸泡后，再用去离子水超声清洗，以去除其表面的氧化层；
(11)将步骤(10)中经去除氧化层得到的硅片进行一次镀镍处理后，再放在500℃的炉内烧1小时后，再进行二次镀镍处理；
(12)将步骤(11)中经二次镀镍后的硅片进行镀金处理；
(13)将步骤(12)中经镀金处理的硅片从台面沟槽处划成单个芯粒，即得所需二极管SF芯片；
所述的步骤(9)中的电泳液为：93.75％的异丙醇与6.25％的聚乙烯蜡的混合液，并在每10升的混合液中添加375克玻璃粉即为所需的电泳液；其电泳所需的时间根据台面沟槽需沉积的玻璃重量设置。
2.根据权利要求1所述的二极管SF芯片的制造方法，其特征在于：所述的步骤(1)中的液态磷源为三氯化磷。
3.根据权利要求1所述的二极管SF芯片的制造方法，其特征在于：所述的步骤(3)中的氢氟酸选用浓度为30％的氢氟酸。
4.根据权利要求1所述的二极管SF芯片的制造方法，其特征在于：所述的步骤(5)中的液态硼源选用配比为：氧化硼︰无水乙醇为3︰7的混合物。
5.根据权利要求1所述的二极管SF芯片的制造方法，其特征在于：所述的步骤(6)中的超砂处理，其超砂的颗粒为600目金刚砂。
6.根据权利要求1所述的二极管SF芯片的制造方法，其特征在于：所述的步骤(7)中的金属铂的注入，其金属铂选用比例为铂金水︰异丙醇为1︰9的混合物。
7.根据权利要求1所述的二极管SF芯片的制造方法，其特征在于：所述的步骤(8)中的混酸选用配比为硝酸︰氢氟酸︰冰乙酸︰硫酸为9︰9︰12︰4的混酸。
8.根据权利要求1所述的二极管SF芯片的制造方法，其特征在于：所述的步骤(10)中的氢氟酸选用浓度为10％的氢氟酸。
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