CN105355554B - 一种100v肖特基二极管台面制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电子元件技术领域，涉及一种100V肖特基二极管台面制作方法。本发明在于不增加产品尺寸的基础上，通过对势垒区台面腐蚀形成沟槽，达到增加肖特基势垒金属面积、降低正向压降的目的；硅腐蚀液中的HNO3对硅起氧化作用，HF对硅起腐蚀作用，HAC是在腐蚀过程对整个腐蚀过程起缓冲作用，使整个硅的过程沟槽表面均匀光滑；在衬底硅片势垒区上溅射Ni‑Pt60合金靶材，形成稳定的Ni‑Pt60合金镀层，利用金属Ni与Pt金属的不同特性，降低了漏电流和正向压降，提高了产品结温。
Description
技术领域
本发明属于电子元件技术领域，涉及一种100V肖特基二极管台面制作方法。
背景技术
现有的100V肖特基二极管具有以下缺陷：
（1）肖特基二极管要减小正向压降,影响正向压降的主要因素是产品的势垒面积，势垒面积越大正向压降越小，增加产品面积才能够增大势垒面积,减小正向压降，产品面积增大产生的副效应就会出现漏电流的增大。随着漏电流增大，产品的结温降低, 器件容易出现损坏。
（2）肖特基二极管多采用Ni、Ti、Pt作为金属是垒，Ni、Ti是垒高度较低，正向压降较低，接温较低；在工作环境温度较高的情况下，器件容易出现早期失效。Pt势垒结温较高，但正向压降太大。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题提供一种100V肖特基二极管台面制作方法。
一种100V肖特基二极管台面制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、对衬底硅片进行清洗，甩干待用；
（2）、对清洗后的衬底硅片进行初始氧化；
（3）、对氧化后的衬底硅片正面进行基区光刻，在衬底硅片P+环上注入硼，再进行退火处理；
（4）、对完成退火处理的衬底硅片进行引线孔光刻；
（5）、在完成引线孔光刻的衬底硅片势垒区台面上进行台面光刻，形成沟槽图形；
（6）、使用硅腐蚀液对衬底硅片势垒区台面上的沟槽图形进行腐蚀，使衬底硅片势垒区台面上形成完整的沟槽；
（7）、对完成腐蚀的衬底硅片势垒区上溅射Ni-Pt60合金靶材，形成Ni-Pt60合金镀层；
（8）、对完成溅射的衬底硅片依次进行势垒区金属合金、势垒区金属腐蚀和势垒区金属清洗；
（9）、对完成势垒区金属清洗的衬底硅片依次进行Ti金属蒸发、Ni金属蒸发和Ag金属蒸发，使得衬底硅片上由内向外形成Ti金属镀层、Ni金属镀层和Ag金属镀层；
（10）、对完成金属蒸发的衬底硅片依次进行正面金属光刻、正面金属腐蚀、正面金属去胶和正面金属合金；
（11）、对完成正面金属合金的衬底硅片进行电性测试、减薄、背面去应力腐蚀，划片入库。
进一步的，步骤（1）中，清洗的具体过程为：依次采用清洗液Ⅰ和清洗液Ⅱ在75±5℃温度下对衬底硅片进行清洗，所述清洗液Ⅰ由NH3H2O、H2O2和H2O按体积比1:1:5混合而成，清洗液Ⅱ由HCL、H2O2和H2O按体积比1:1:5混合而成；
进一步的，步骤（2）中衬底硅片初始氧化的氧化层厚度为7000±200Å；
进一步的，步骤（5）中，台面光刻的具体过程为：在衬底硅片势垒区台面涂胶，光刻胶粘度为150±1SC，涂胶厚度为28500±2000Å，将涂胶后的衬底硅片在85±5℃的烘箱中烘干30±1分钟；在衬底硅片势垒区台面上设置带有沟槽图形1的掩膜版，并在光刻机的汞灯下曝光22±1秒，使掩膜版的沟槽图形成像到衬底硅片势垒区台面上；去除掩膜版后用二甲苯显影10±1秒，然后用乙酸丁脂定影8±1秒；将定影后的衬底硅片在140-155℃烘箱中烘干30±1分钟，最后沿沟槽图形1去除光刻胶；（请详细说明该工艺步骤的作用或优点）
进一步的，沟槽图形由均匀排布的矩形单元格构成，单元格中设置有相互平行沟槽线，相邻单元格中的沟槽线相互垂直；（请详细说明其作用或优点）
进一步的，步骤（6）中，硅腐蚀液由浓度为49～51%的HNO3、浓度为0.6～0.8%的HF、浓度为2.3～2.9%的HAC和H2O按体积比40：3：2：20混合而成；
进一步的，步骤（6）中沟槽的槽宽6±0.1um，槽长30um ，槽深 0.15±0.02um；
进一步的，步骤（7）中，Ni-Pt60合金中含Ni的质量占40％，Pt的质量占60％；
进一步的，步骤（9）中，Ti金属镀层厚度为1000±100Å，Ni金属镀层厚度为5000±100Å，Ag金属镀层厚度为40000±1000Å。
本发明具有以下有益效果：
本发明在于不增加产品尺寸的基础上，通过对势垒区台面腐蚀形成沟槽，达到增加肖特基势垒金属面积、降低正向压降的目的；硅腐蚀液中的HNO3对硅起氧化作用，HF对硅起腐蚀作用，HAC是在腐蚀过程对整个腐蚀过程起缓冲作用，使整个硅的过程沟槽表面均匀光滑；在衬底硅片势垒区上溅射Ni-Pt60合金靶材，形成稳定的Ni-Pt60合金镀层，利用金属Ni与Pt金属的不同特性，降低了漏电流和正向压降，提高了产品结温。
附图说明
图1为本发明的衬底硅片结构示意图。
具体实施方式
实施例1
一种100V肖特基二极管台面制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、依次采用清洗液Ⅰ和清洗液Ⅱ在70℃温度下对衬底硅片进行清洗，甩干待用，所述清洗液Ⅰ由NH3H2O、H2O2和H2O按体积比1:1:5混合而成，清洗液Ⅱ由HCL、H2O2和H2O按体积比1:1:5混合而成；
（2）、对清洗后的衬底硅片进行初始氧化，氧化层厚度为6800Å；
（3）、对氧化后的衬底硅片正面进行基区光刻，在衬底硅片P+环上注入硼，再进行退火处理；
（4）、对完成退火处理的衬底硅片进行引线孔光刻；
（5）、在完成引线孔光刻的衬底硅片势垒区台面上进行台面光刻，台面光刻的具体过程为：在衬底硅片势垒区台面涂胶，光刻胶粘度为149SC，涂胶厚度为26500Å，将涂胶后的衬底硅片在80℃的烘箱中烘干29分钟；在衬底硅片势垒区台面上设置带有沟槽图形1的掩膜版，并在光刻机的汞灯下曝光21秒，使掩膜版的沟槽图形1成像到衬底硅片势垒区台面上；去除掩膜版后用二甲苯显影9秒，然后用乙酸丁脂定影7秒；将定影后的衬底硅片在140℃烘箱中烘干29分钟，最后沿沟槽图形1去除光刻胶；沟槽图形1由均匀排布的矩形单元格构成，单元格中设置有相互平行沟槽线，相邻单元格中的沟槽线相互垂直；
（6）、使用硅腐蚀液对衬底硅片势垒区台面上的沟槽图形1进行腐蚀，使衬底硅片势垒区台面上形成完整的沟槽；所述硅腐蚀液由浓度为49%的HNO3、浓度为0.6%的HF、浓度为2.3%的HAC和H2O按体积比40：3：2：20混合而成；所述沟槽的槽宽5.9um，槽长30um ，槽深0.13um；
（7）、对完成腐蚀的衬底硅片势垒区上溅射Ni-Pt60合金靶材，形成Ni-Pt60合金镀层，所述Ni-Pt60合金中含Ni的质量占40％，Pt的质量占60％；
（8）、对完成溅射的衬底硅片依次进行势垒区金属合金、势垒区金属腐蚀和势垒区金属清洗；
（9）、对完成势垒区金属清洗的衬底硅片依次进行Ti金属蒸发、Ni金属蒸发和Ag金属蒸发，使得衬底硅片上由内向外形成Ti金属镀层、Ni金属镀层和Ag金属镀层，所述Ti金属镀层厚度为1000±100Å，Ni金属镀层厚度为4900Å，Ag金属镀层厚度为39000Å；
（10）、对完成金属蒸发的衬底硅片依次进行正面金属光刻、正面金属腐蚀、正面金属去胶和正面金属合金；
（11）、对完成正面金属合金的衬底硅片进行电性测试、减薄、背面去应力腐蚀，划片入库。
实施例2
一种100V肖特基二极管台面制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、依次采用清洗液Ⅰ和清洗液Ⅱ在75℃温度下对衬底硅片进行清洗，甩干待用，所述清洗液Ⅰ由NH3H2O、H2O2和H2O按体积比1:1:5混合而成，清洗液Ⅱ由HCL、H2O2和H2O按体积比1:1:5混合而成；
（2）、对清洗后的衬底硅片进行初始氧化，氧化层厚度为7000Å；
（3）、对氧化后的衬底硅片正面进行基区光刻，在衬底硅片P+环上注入硼，再进行退火处理；
（4）、对完成退火处理的衬底硅片进行引线孔光刻；
（5）、在完成引线孔光刻的衬底硅片势垒区台面上进行台面光刻，台面光刻的具体过程为：在衬底硅片势垒区台面涂胶，光刻胶粘度为150SC，涂胶厚度为28500Å，将涂胶后的衬底硅片在85℃的烘箱中烘干30分钟；在衬底硅片势垒区台面上设置带有沟槽图形1的掩膜版，并在光刻机的汞灯下曝光22秒，使掩膜版的沟槽图形1成像到衬底硅片势垒区台面上；去除掩膜版后用二甲苯显影10秒，然后用乙酸丁脂定影8秒；将定影后的衬底硅片在145℃烘箱中烘干30分钟，最后沿沟槽图形1去除光刻胶；沟槽图形1由均匀排布的矩形单元格构成，单元格中设置有相互平行沟槽线，相邻单元格中的沟槽线相互垂直；
（6）、使用硅腐蚀液对衬底硅片势垒区台面上的沟槽图形1进行腐蚀，使衬底硅片势垒区台面上形成完整的沟槽；所述硅腐蚀液由浓度为50%的HNO3、浓度为0.7%的HF、浓度为2.5%的HAC和H2O按体积比40：3：2：20混合而成；所述沟槽的槽宽6um，槽长30um ，槽深0.15 um；
（7）、对完成腐蚀的衬底硅片势垒区上溅射Ni-Pt60合金靶材，形成Ni-Pt60合金镀层，所述Ni-Pt60合金中含Ni的质量占40％，Pt的质量占60％；
（8）、对完成溅射的衬底硅片依次进行势垒区金属合金、势垒区金属腐蚀和势垒区金属清洗；
（9）、对完成势垒区金属清洗的衬底硅片依次进行Ti金属蒸发、Ni金属蒸发和Ag金属蒸发，使得衬底硅片上由内向外形成Ti金属镀层、Ni金属镀层和Ag金属镀层，所述Ti金属镀层厚度为1000Å，Ni金属镀层厚度为5000Å，Ag金属镀层厚度为40000Å；
（10）、对完成金属蒸发的衬底硅片依次进行正面金属光刻、正面金属腐蚀、正面金属去胶和正面金属合金；
（11）、对完成正面金属合金的衬底硅片进行电性测试、减薄、背面去应力腐蚀，划片入库。
实施例3
一种100V肖特基二极管台面制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、依次采用清洗液Ⅰ和清洗液Ⅱ在80℃温度下对衬底硅片进行清洗，甩干待用，所述清洗液Ⅰ由NH3H2O、H2O2和H2O按体积比1:1:5混合而成，清洗液Ⅱ由HCL、H2O2和H2O按体积比1:1:5混合而成；
（2）、对清洗后的衬底硅片进行初始氧化，氧化层厚度为7200Å；
（3）、对氧化后的衬底硅片正面进行基区光刻，在衬底硅片P+环上注入硼，再进行退火处理；
（4）、对完成退火处理的衬底硅片进行引线孔光刻；
（5）、在完成引线孔光刻的衬底硅片势垒区台面上进行台面光刻，台面光刻的具体过程为：在衬底硅片势垒区台面涂胶，光刻胶粘度为151SC，涂胶厚度为30500Å，将涂胶后的衬底硅片在90℃的烘箱中烘干31分钟；在衬底硅片势垒区台面上设置带有沟槽图形1的掩膜版，并在光刻机的汞灯下曝光23秒，使掩膜版的沟槽图形1成像到衬底硅片势垒区台面上；去除掩膜版后用二甲苯显影11秒，然后用乙酸丁脂定影9秒；将定影后的衬底硅片在155℃烘箱中烘干31分钟，最后沿沟槽图形1去除光刻胶；沟槽图形1由均匀排布的矩形单元格构成，单元格中设置有相互平行沟槽线，相邻单元格中的沟槽线相互垂直；
（6）、使用硅腐蚀液对衬底硅片势垒区台面上的沟槽图形1进行腐蚀，使衬底硅片势垒区台面上形成完整的沟槽；所述硅腐蚀液由浓度为51%的HNO3、浓度为0.8%的HF、浓度为2.9%的HAC和H2O按体积比40：3：2：20混合而成；所述沟槽的槽宽6.1um，槽长30um ，槽深0.17um；
（7）、对完成腐蚀的衬底硅片势垒区上溅射Ni-Pt60合金靶材，形成Ni-Pt60合金镀层，所述Ni-Pt60合金中含Ni的质量占40％，Pt的质量占60％；
（8）、对完成溅射的衬底硅片依次进行势垒区金属合金、势垒区金属腐蚀和势垒区金属清洗；
（9）、对完成势垒区金属清洗的衬底硅片依次进行Ti金属蒸发、Ni金属蒸发和Ag金属蒸发，使得衬底硅片上由内向外形成Ti金属镀层、Ni金属镀层和Ag金属镀层，所述Ti金属镀层厚度为1100Å，Ni金属镀层厚度为5100Å，Ag金属镀层厚度为41000Å；
（10）、对完成金属蒸发的衬底硅片依次进行正面金属光刻、正面金属腐蚀、正面金属去胶和正面金属合金；
（11）、对完成正面金属合金的衬底硅片进行电性测试、减薄、背面去应力腐蚀，划片入库。
Claims (7)
1.一种100V肖特基二极管台面制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、对衬底硅片进行清洗，甩干待用；
（2）、对清洗后的衬底硅片进行初始氧化；
（3）、对氧化后的衬底硅片正面进行基区光刻，在衬底硅片P+环上注入硼，再进行退火处理；
（4）、对完成退火处理的衬底硅片进行引线孔光刻；
（5）、在完成引线孔光刻的衬底硅片势垒区台面上进行台面光刻，形成沟槽图形；
（6）、使用硅腐蚀液对衬底硅片势垒区台面上的沟槽图形进行腐蚀，使衬底硅片势垒区台面上形成完整的沟槽，所述沟槽图形由均匀排布的矩形单元格构成，单元格中设置有相互平行沟槽线，相邻单元格中的沟槽线相互垂直；
（7）、对完成腐蚀的衬底硅片势垒区上溅射Ni-Pt60合金靶材，形成Ni-Pt60合金镀层，所述Ni-Pt60合金中含Ni的质量占40％，Pt的质量占60％；
（8）、对完成溅射的衬底硅片依次进行势垒区金属合金、势垒区金属腐蚀和势垒区金属清洗；
（9）、对完成势垒区金属清洗的衬底硅片依次进行Ti金属蒸发、Ni金属蒸发和Ag金属蒸发，使得衬底硅片上由内向外形成Ti金属镀层、Ni金属镀层和Ag金属镀层；
（10）、对完成金属蒸发的衬底硅片依次进行正面金属光刻、正面金属腐蚀、正面金属去胶和正面金属合金；
（11）、对完成正面金属合金的衬底硅片进行电性测试、减薄、背面去应力腐蚀，划片入库。
2.如权利要求1所述一种100V肖特基二极管台面制作方法，其特征在于，所述步骤（1）中，清洗的具体过程为：依次采用清洗液Ⅰ和清洗液Ⅱ在75±5℃温度下对衬底硅片进行清洗，所述清洗液Ⅰ由NH3H2O、H2O2和H2O按体积比1:1:5混合而成，清洗液Ⅱ由HCL、H2O2和H2O按体积比1:1:5混合而成。
3.如权利要求1所述一种100V肖特基二极管台面制作方法，其特征在于: 所述步骤（2）中衬底硅片初始氧化的氧化层厚度为7000±200Å。
4.如权利要求1所述一种100V肖特基二极管台面制作方法，其特征在于，所述步骤（5）中，台面光刻的具体过程为：在衬底硅片势垒区台面涂胶，光刻胶粘度为150±1SC，涂胶厚度为28500±2000Å，将涂胶后的衬底硅片在85±5℃的烘箱中烘干30±1分钟；在衬底硅片势垒区台面上设置带有沟槽图形的掩膜版，并在光刻机的汞灯下曝光22±1秒，使掩膜版的沟槽图形1成像到衬底硅片势垒区台面上；去除掩膜版后用二甲苯显影10±1秒，然后用乙酸丁脂定影8±1秒；将定影后的衬底硅片在140-155℃烘箱中烘干30±1分钟，最后沿沟槽图形去除光刻胶。
5.如权利要求1所述一种100V肖特基二极管台面制作方法，其特征在于，所述步骤（6）中，硅腐蚀液由浓度为49～51%的HNO3、浓度为0.6～0.8%的HF、浓度为2.3～2.9%的HAC和H2O按体积比40：3：2：20混合而成。
6.如权利要求1所述一种100V肖特基二极管台面制作方法，其特征在于，所述步骤（6）中沟槽的槽宽6±0.1um，槽长30um ，槽深 0.15±0.02um。
7.如权利要求1所述一种100V肖特基二极管台面制作方法，其特征在于：所述步骤（9）中，Ti金属镀层厚度为1000±100Å，Ni金属镀层厚度为5000±100Å，Ag金属镀层厚度为40000±1000Å。
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