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。