CN102789980A - 一种提高电压的短基区结构的生产工艺 - Google Patents

一种提高电压的短基区结构的生产工艺 Download PDF

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本发明涉及一种提高电压的短基区结构的生产工艺，包括双面抛光片步骤、氧化步骤、光刻穿通步骤、进行穿通扩散步骤、光刻阴极步骤、阴极扩散步骤、光刻台面槽步骤、化学腐蚀台面槽步骤、玻璃钝化步骤、光刻引线孔步骤、正面蒸铝步骤、铝反刻步骤、铝合金步骤、背面喷砂步骤、背面金属化步骤、芯片测试步骤、划片步骤和芯片包装步骤，其特征在于：所述进行穿通扩散步骤和光刻阴极步骤之间增加了进行选择基区光刻和进行选择型局部短基区扩散步骤。本发明的优点是：可控硅的耐压得到提高，工艺简单，工艺稳定、一致性高，大大提高了可控硅的耐压水平且成品率高，局部扩散的短基区与台面槽形成良好的台面正角结构。

Description

一种提高电压的短基区结构的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种提高电压的短基区结构的生产工艺。
背景技术
在可控硅生产过程中，台面槽有正角和负角两种，负角电压较低，正角电压较高，常规可控硅扩散结构使得台面仅存在负角，耐压较低，部分可控硅为形成正角均采用特殊的复杂工艺，成本高，一致性差，成品率低，且仅适用于大电流可控硅（100A以上），对小电流可控硅无法实施，为解决上述问题，特提供一种新的技术方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高电压的短基区结构的生产工艺。
本发明采用的技术方案是：
一种提高电压的短基区结构的生产工艺，包括双面抛光片步骤、氧化步骤、光刻穿通步骤、进行穿通扩散步骤、光刻阴极步骤、阴极扩散步骤、光刻台面槽步骤、化学腐蚀台面槽步骤、玻璃钝化步骤、光刻引线孔步骤、正面蒸铝步骤、铝反刻步骤、铝合金步骤、背面喷砂步骤、背面金属化步骤、芯片测试步骤、划片步骤和芯片包装步骤，所述进行穿通扩散步骤和光刻阴极步骤之间增加了进行选择基区光刻和进行选择型局部短基区扩散步骤，所述进行选择基区光刻包括正背面匀胶，前烘温度120℃、时间20min，在曝光机上装上基区光刻光刻版，对准后曝光，曝光后放入专用显影液显影，完成后放入烘箱进行坚膜温度为150℃，时间为30min，烘箱取出后放入HF腐蚀液的温度为38-42℃中腐蚀去氧化层，完成后使用硫酸去胶，所述进行选择型局部短基区扩散包括正背面涂B30乳胶源，完成后推入扩散炉中进行预扩散：扩散的温度为920-980℃，扩散时间为40-80min，扩散浓度为R□=30-50Ω/□，再扩散：扩散的温度为1240-1260℃，扩散时间为20-40h，扩散浓度为R□=60-130Ω/□，结深为Xj=30-45μm此时得到短基区结构。
本发明的优点是：选择型短基区结构，可有效的与台面槽形成正角台面，使得可控硅的耐压得到提高，工艺简单，仅增加一块简单的光刻版，工艺稳定、一致性高，且形成的正角角度可根据需求调整，大大提高了可控硅的耐压水平且成品率高，选择型短基区扩散的结构通过一次局部短基区扩散光刻版，实现短基区扩散只在芯片的局部区域进行，局部扩散的短基区与台面槽形成良好的台面正角结构，耐压水平得到大大提高。
具体实施方式
实施例1
一种提高电压的短基区结构的生产工艺，包括双面抛光片步骤、氧化步骤、光刻穿通步骤、进行穿通扩散步骤、光刻阴极步骤、阴极扩散步骤、光刻台面槽步骤、化学腐蚀台面槽步骤、玻璃钝化步骤、光刻引线孔步骤、正面蒸铝步骤、铝反刻步骤、铝合金步骤、背面喷砂步骤、背面金属化步骤、芯片测试步骤、划片步骤和芯片包装步骤，所述进行穿通扩散步骤和光刻阴极步骤之间增加了进行选择基区光刻和进行选择型局部短基区扩散步骤，所述进行选择基区光刻包括正背面匀胶，前烘温度120℃、时间20min，在曝光机上装上基区光刻光刻版，对准后曝光，曝光后放入专用显影液显影，完成后放入烘箱进行坚膜温度为150℃，时间为30min，烘箱取出后放入HF腐蚀液的温度为38-42℃中腐蚀去氧化层，完成后使用硫酸去胶，所述进行选择型局部短基区扩散包括正背面涂B30乳胶源，完成后推入扩散炉中进行预扩散：扩散的温度为920℃，扩散时间为80min，扩散浓度为R□=30Ω/□，再扩散：扩散的温度为1240℃，扩散时间为40h，扩散浓度为R□=60Ω/□，结深为Xj=30μm此时得到短基区结构。
本发明的优点是：选择型短基区结构，可有效的与台面槽形成正角台面，使得可控硅的耐压得到提高，工艺简单，仅增加一块简单的光刻版，工艺稳定、一致性高，且形成的正角角度可根据需求调整，大大提高了可控硅的耐压水平且成品率高，选择型短基区扩散的结构通过一次局部短基区扩散光刻版，实现短基区扩散只在芯片的局部区域进行，局部扩散的短基区与台面槽形成良好的台面正角结构，耐压水平得到大大提高。
其中：双面抛光片步骤：硅单晶电阻率30-40Ω·cm，来料厚度260-270μm，抛光后厚度210-230μm；
氧化步骤：生长氧化层氧化，条件：氧化温度为T=1150℃，氧化时间为t=1h干氧+7h湿氧+2h干氧，要求：氧化层厚度1.5μm；
光刻穿通步骤：双面光刻机，正背面图形对称曝光；
进行穿通扩散步骤：在穿通扩散温度为T=1260-1275℃，穿通扩散时间为t=150-200h，结深为Xj=120-140μm的条件下进行穿通扩散。
光刻阴极步骤：正面使用阴极版进行光刻，背面使用光刻胶保护；
阴极扩散步骤：用磷源进行扩散，预淀积、再分布条件根据产品而定；
光刻台面槽步骤；
化学腐蚀台面槽步骤：用（质量比）化学腐蚀液：冰乙酸:HF:HNO3：=1.5:3:10 的腐蚀液进行腐蚀，腐蚀液温度为：0℃，腐蚀槽深为：60-70μm；
玻璃钝化步骤：GP370玻璃粉刮涂；
光刻引线孔步骤：使用引线孔版进行光刻；
正面蒸铝步骤：使用电子束蒸发台进行蒸铝，铝层厚度 3.5μm；
铝反刻步骤：使用铝反刻版进行光刻；
铝合金步骤：进行铝合金步骤的温度为T=470℃， 时间为t=0.3h；
背面喷砂步骤：用W20金刚砂喷出新鲜面；
背面金属化步骤：使用高真空电子束蒸发蒸发Ti -Ni -Ag三层金属(对应厚度：Ti ：600Å，Ni ：3000Å，Ag：6000Å)；
芯片测试步骤：JUNO DTS1000分立器件测试系统测试各参数；
划片步骤：将硅片划透，蓝膜划切约1/3厚度；
芯片包装步骤。
实施例2
一种提高电压的短基区结构的生产工艺，包括双面抛光片步骤、氧化步骤、光刻穿通步骤、进行穿通扩散步骤、光刻阴极步骤、阴极扩散步骤、光刻台面槽步骤、化学腐蚀台面槽步骤、玻璃钝化步骤、光刻引线孔步骤、正面蒸铝步骤、铝反刻步骤、铝合金步骤、背面喷砂步骤、背面金属化步骤、芯片测试步骤、划片步骤和芯片包装步骤，所述进行穿通扩散步骤和光刻阴极步骤之间增加了进行选择基区光刻和进行选择型局部短基区扩散步骤，所述进行选择基区光刻包括正背面匀胶，前烘温度120℃、时间20min，在曝光机上装上基区光刻光刻版，对准后曝光，曝光后放入专用显影液显影，完成后放入烘箱进行坚膜温度为150℃，时间为30min，烘箱取出后放入HF腐蚀液的温度为40℃中腐蚀去氧化层，完成后使用硫酸去胶，所述进行选择型局部短基区扩散包括正背面涂B30乳胶源，完成后推入扩散炉中进行预扩散：扩散的温度为960℃，扩散时间为60min，扩散浓度为R□=40Ω/□，再扩散：扩散的温度为1250℃，扩散时间为30h，扩散浓度为R□=90Ω/□，结深为Xj=40μm此时得到短基区结构。
本发明的优点是：选择型短基区结构，可有效的与台面槽形成正角台面，使得可控硅的耐压得到提高，工艺简单，仅增加一块简单的光刻版，工艺稳定、一致性高，且形成的正角角度可根据需求调整，大大提高了可控硅的耐压水平且成品率高，选择型短基区扩散的结构通过一次局部短基区扩散光刻版，实现短基区扩散只在芯片的局部区域进行，局部扩散的短基区与台面槽形成良好的台面正角结构，耐压水平得到大大提高。
其中：双面抛光片步骤：硅单晶电阻率30-40Ω·cm，来料厚度260-270μm，抛光后厚度210-230μm；
氧化步骤：生长氧化层氧化，条件：氧化温度为T=1150℃，氧化时间为t=1h干氧+7h湿氧+2h干氧，要求：氧化层厚度1.5μm；
光刻穿通步骤：双面光刻机，正背面图形对称曝光；
进行穿通扩散步骤：在穿通扩散温度为T=1260-1275℃，穿通扩散时间为t=150-200h，结深为Xj=120-140μm的条件下进行穿通扩散。
光刻阴极步骤：正面使用阴极版进行光刻，背面使用光刻胶保护；
阴极扩散步骤：用磷源进行扩散，预淀积、再分布条件根据产品而定；
光刻台面槽步骤；
化学腐蚀台面槽步骤：用（质量比）化学腐蚀液：冰乙酸:HF:HNO3：=1.5:3:10 的腐蚀液进行腐蚀，腐蚀液温度为：0℃，腐蚀槽深为：60-70μm；
玻璃钝化步骤：GP370玻璃粉刮涂；
光刻引线孔步骤：使用引线孔版进行光刻；
正面蒸铝步骤：使用电子束蒸发台进行蒸铝，铝层厚度 3.5μm；
铝反刻步骤：使用铝反刻版进行光刻；
铝合金步骤：进行铝合金步骤的温度为T=470℃， 时间为t=0.3h；
背面喷砂步骤：用W20金刚砂喷出新鲜面；
背面金属化步骤：使用高真空电子束蒸发蒸发Ti -Ni -Ag三层金属(对应厚度：Ti ：600Å，Ni ：3000Å，Ag：6000Å)；
芯片测试步骤：JUNO DTS1000分立器件测试系统测试各参数；
划片步骤：将硅片划透，蓝膜划切约1/3厚度；
芯片包装步骤。
实施例3
一种提高电压的短基区结构的生产工艺，包括双面抛光片步骤、氧化步骤、光刻穿通步骤、进行穿通扩散步骤、光刻阴极步骤、阴极扩散步骤、光刻台面槽步骤、化学腐蚀台面槽步骤、玻璃钝化步骤、光刻引线孔步骤、正面蒸铝步骤、铝反刻步骤、铝合金步骤、背面喷砂步骤、背面金属化步骤、芯片测试步骤、划片步骤和芯片包装步骤，所述进行穿通扩散步骤和光刻阴极步骤之间增加了进行选择基区光刻和进行选择型局部短基区扩散步骤，所述进行选择基区光刻包括正背面匀胶，前烘温度120℃、时间20min，在曝光机上装上基区光刻光刻版，对准后曝光，曝光后放入专用显影液显影，完成后放入烘箱进行坚膜温度为150℃，时间为30min，烘箱取出后放入HF腐蚀液的温度为42℃中腐蚀去氧化层，完成后使用硫酸去胶，所述进行选择型局部短基区扩散包括正背面涂B30乳胶源，完成后推入扩散炉中进行预扩散：扩散的温度为980℃，扩散时间为40min，扩散浓度为R□=50Ω/□，再扩散：扩散的温度为1260℃，扩散时间为20h，扩散浓度为R□=130Ω/□，结深为Xj=45μm此时得到短基区结构。
本发明的优点是：选择型短基区结构，可有效的与台面槽形成正角台面，使得可控硅的耐压得到提高，工艺简单，仅增加一块简单的光刻版，工艺稳定、一致性高，且形成的正角角度可根据需求调整，大大提高了可控硅的耐压水平且成品率高，选择型短基区扩散的结构通过一次局部短基区扩散光刻版，实现短基区扩散只在芯片的局部区域进行，局部扩散的短基区与台面槽形成良好的台面正角结构，耐压水平得到大大提高。
其中：双面抛光片步骤：硅单晶电阻率30-40Ω·cm，来料厚度260-270μm，抛光后厚度210-230μm；
氧化步骤：生长氧化层氧化，条件：氧化温度为T=1150℃，氧化时间为t=1h干氧+7h湿氧+2h干氧，要求：氧化层厚度1.5μm；
光刻穿通步骤：双面光刻机，正背面图形对称曝光；
进行穿通扩散步骤：在穿通扩散温度为T=1260-1275℃，穿通扩散时间为t=150-200h，结深为Xj=120-140μm的条件下进行穿通扩散。
光刻阴极步骤：正面使用阴极版进行光刻，背面使用光刻胶保护；
阴极扩散步骤：用磷源进行扩散，预淀积、再分布条件根据产品而定；
光刻台面槽步骤；
化学腐蚀台面槽步骤：用（质量比）化学腐蚀液：冰乙酸:HF:HNO3：=1.5:3:10 的腐蚀液进行腐蚀，腐蚀液温度为：0℃，腐蚀槽深为：60-70μm；
玻璃钝化步骤：GP370玻璃粉刮涂；
光刻引线孔步骤：使用引线孔版进行光刻；
正面蒸铝步骤：使用电子束蒸发台进行蒸铝，铝层厚度 3.5μm；
铝反刻步骤：使用铝反刻版进行光刻；
铝合金步骤：进行铝合金步骤的温度为T=470℃， 时间为t=0.3h；
背面喷砂步骤：用W20金刚砂喷出新鲜面；
背面金属化步骤：使用高真空电子束蒸发蒸发Ti -Ni -Ag三层金属(对应厚度：Ti ：600Å，Ni ：3000Å，Ag：6000Å)；
芯片测试步骤：JUNO DTS1000分立器件测试系统测试各参数；
划片步骤：将硅片划透，蓝膜划切约1/3厚度；
芯片包装步骤。

Claims (1)

1. 一种提高电压的短基区结构的生产工艺，包括双面抛光片步骤、氧化步骤、光刻穿通步骤、进行穿通扩散步骤、光刻阴极步骤、阴极扩散步骤、光刻台面槽步骤、化学腐蚀台面槽步骤、玻璃钝化步骤、光刻引线孔步骤、正面蒸铝步骤、铝反刻步骤、铝合金步骤、背面喷砂步骤、背面金属化步骤、芯片测试步骤、划片步骤和芯片包装步骤，其特征在于：所述进行穿通扩散步骤和光刻阴极步骤之间增加了进行选择基区光刻和进行选择型局部短基区扩散步骤，所述进行选择基区光刻包括正背面匀胶，前烘温度120℃、时间20min，在曝光机上装上基区光刻光刻版，对准后曝光，曝光后放入专用显影液显影，完成后放入烘箱进行坚膜温度为150℃，时间为30min，烘箱取出后放入HF腐蚀液的温度为38-42℃中腐蚀去氧化层，完成后使用硫酸去胶，所述进行选择型局部短基区扩散包括正背面涂B30乳胶源，完成后推入扩散炉中进行预扩散：扩散的温度为920-980℃，扩散时间为40-80min，扩散浓度为R□=30-50Ω/□，再扩散：扩散的温度为1240-1260℃，扩散时间为20-40h，扩散浓度为R□=60-130Ω/□，结深为Xj=30-45μm此时得到短基区结构。
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