CN105428234A - 一种平面型三极管芯片的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及三极管的制造领域，特别是涉及一种平面型三极管芯片的制备方法。一种平面型三极管芯片的制备方法，是通过清洗硅片表面，然后在硅片表面进行氧化、光刻处理，将所得硅片进行硼扩散、磷扩散、铂扩散以形成复合中心，通过磷扩散吸杂工艺去除复合中心表面的金属杂质，将去除金属杂质后的硅片经过蒸铝、合金、钝化、背面减薄、背面金属化处理后制得平面型三极管芯片。本发明通过铂扩散工艺制备三极管，大幅度降低了生产成本，适合三极管的批量生产。
Description
技术领域
本发明涉及三极管的制造领域，特别是涉及一种平面型三极管芯片的制备方法。
背景技术
近年来，随着电力电子技术的发展，快恢复二极管在开关电源等电路中得到越来越广泛的应用。在快恢复二极管的制造中，减小器件少子寿命，提高器件开关速度的方法是在器件内部引入复合中心。用铂扩散的方法来减少反向恢复时间trr，效果显著。因此，铂扩散工艺是当前硅半导体功率器件生产中的一道重要工艺。
三极管是一种基本的电流控制电流的半导体元器件，具有电流放大的作用和开关作用，它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号，同时也可以在电子线路中作为开关管使用，是电子电路的核心元件，现已广泛用于各领域各功能电路中。
虽然铂扩散工艺在采用台面工艺的二极管生产上得到广泛应用，但平面型三极管对表面金属沾污控制具有较高要求，因此该类器件在采用铂扩散工艺后会出现电压跌落或软击穿，从而限制了铂扩散中三极管中的应用。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种平面型三极管芯片的制备方法，使铂扩散工艺在三极管领域得到充分的应用。
本发明采用如下技术方案：一种平面型三极管芯片的制备方法，所述制备方法包含以下步骤：
a、清洗硅片表面，然后在硅片表面进行氧化、光刻处理；
b、将所得硅片进行硼扩散、磷扩散，并通过铂扩散以形成复合中心；
c、通过磷扩散吸杂工艺去除复合中心表面的金属杂质；
d、去除金属杂质后的硅片经过蒸铝、合金、钝化、背面减薄、背面金属化处理后制得平面型三极管芯片；
其中，所述磷扩散吸杂工艺是将硅片放入扩散炉中，通入三氯氧磷气体，于870℃～940℃恒温下进行扩散吸杂，磷扩散吸杂装片时间为1min～3min，扩散时间为30min～50min，卸片时间为30s～60s。
优选的是：步骤b所述铂扩散填充的气体为氮气。
优选的是：步骤b所述铂扩散温度为850℃～900℃。
优选的是：步骤b所述铂扩散的装片时间为1s～10s，卸片时间为1s～10s。
优选的是：步骤b所述铂扩散的时间为20min～30min。
本发明通过铂扩散工艺制备三极管，大幅度降低了生产成本，适合三极管的批量生产。三极管在铂扩散之后，晶圆表面附有一层磷硅玻璃，通过磷扩散吸杂工艺，吸除晶圆表面的金属杂质，从而解决铂扩散后对晶圆本身造成的金属杂质沾污，进而解决了铂扩散在三极管芯片应用中存在的电压跌落或软击穿特性的问题。铂扩散整个工艺过程不需要降温，通过尽可能快的速度将硅片装入和取出，使铂金属不在硅片表面析出而影响铂扩散的效果。磷扩散吸杂整个工艺过程也不需要降温，以尽可能快的速度将硅片装入和取出，以尽可能小的影响铂扩散的效果。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细的阐述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。这些实施例仅用于说明本发明，而非用于限制本发明的范围。此外，在阅读本发明的内容后，本领域的技术人员可以对本发明作各种修改，这些等价变化同样落于本发明所附权利要求书所限定的范围。
本发明中所使用的术语，除非有另外说明，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义。在以下的实施例中，未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知的常规方法。
实施例1
对硅片表面进行化学清洗处理，将经过氧化后得到的硅片进行一次光刻，刻出硼扩基区进行硼扩散。在硼扩散之后就形成了晶体管的基区，接着进行二次光刻以便进行发射区的磷扩散。将得到的硅片进行方块电阻、击穿特性电压的测试，测试符合标准后进行磷扩散、铂扩散形成复合中心。所述铂扩散具体工艺是在扩散炉中充入氮气，控制铂扩散的装片时间为1s，于850℃温度下进行30min铂扩散，卸片并控制卸片时间为1s。通过磷扩散吸杂工艺去除铂扩散产生的金属杂质，具体工艺是在扩散炉中充入三氯氧磷气体，控制磷扩散吸杂的装片时间为1min，于870℃温度下进行50min扩散，卸片并控制卸片时间为30s。扩散结束之后便可进行三次光刻。检测硅片电阻电压性能，符合标准后进行蒸铝。经过第四次光刻之后进行合金、玻璃钝化。经过第五次光刻之后进行退火、背面减薄、背面金属化处理后制得平面型三极管芯片。
实施例2
对硅片表面进行清洗，将氧化后得到的硅片进行一次光刻，刻出硼扩基区进行硼扩散。在硼扩散之后就形成了晶体管的基区，接着进行二次光刻以便进行发射区的磷扩散。将得到的硅片进行电阻、击穿特性电压的测试，测试符合标准后进行磷扩散、铂扩散形成复合中心。所述铂扩散具体工艺是在扩散炉中充入氮气，控制铂扩散的装片为5s，于870℃温度下进行25min铂扩散，卸片并控制卸片时间为5s。通过磷扩散吸杂工艺去除铂扩散产生的金属杂质，具体工艺是在扩散炉中充入三氯氧磷气体，控制磷扩散吸杂的装片时间为2min，于900℃温度下进行40min扩散，卸片并控制卸片时间为50s。扩散结束之后便可进行三次光刻。检测硅片电阻电压性能，符合标准后进行蒸铝。经过第四次光刻之后进行合金、玻璃钝化。经过第五次光刻之后进行退火、背面减薄、背面金属化处理后制得平面型三极管芯片。
实施例3
对硅片表面进行化学清洗处理，将氧化后得到的硅片进行一次光刻，刻出硼扩基区进行硼扩散。在硼扩散之后就形成了晶体管的基区，接着进行二次光刻以便进行发射区的磷扩散。将得到的硅片进行方块电阻、击穿特性电压的测试，测试符合标准后进行磷扩散、铂扩散形成复合中心。所述铂扩散具体工艺是在扩散炉中充入氮气，控制铂扩散的装片为10s，于900℃温度下进行20min铂扩散，卸片并控制卸片时间为10s。通过磷扩散吸杂工艺去除铂扩散产生的金属杂质。具体工艺是在扩散炉中充入三氯氧磷气体，控制磷扩散吸杂的装片时间为3min，于940℃温度下进行30min扩散，卸片并控制卸片时间为60s。扩散结束之后便可进行三次光刻。检测硅片电阻电压性能，符合标准后进行蒸铝。经过第四次光刻之后进行合金、玻璃钝化。经过第五次光刻之后进行退火、背面减薄、背面金属化处理后制得平面型三极管芯片。
Claims (5)
1.一种平面型三极管芯片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包含以下步骤：
a、清洗硅片表面，然后在硅片表面进行氧化、光刻处理；
b、将所得硅片进行硼扩散、磷扩散，并通过铂扩散以形成复合中心；
c、通过磷扩散吸杂工艺去除复合中心表面的金属杂质；
d、去除金属杂质后的硅片经过蒸铝、合金、钝化、背面减薄、背面金属化处理后制得平面型三极管芯片；
其中，所述磷扩散吸杂工艺是将硅片放入扩散炉中，通入三氯氧磷气体，于870℃～940℃恒温下进行扩散吸杂，磷扩散吸杂装片时间为1min～3min，扩散时间为30min～50min，卸片时间为30s～60s。
2.根据权利要求1所述的平面型三极管芯片的制备方法，其特征在于，步骤b所述铂扩散填充的气体为氮气。
3.根据权利要求1或2所述的平面型三极管芯片的制备方法，其特征在于，步骤b所述铂扩散温度为850℃～900℃。
4.根据权利要求3所述的平面型三极管芯片的制备方法，其特征在于，步骤b所述铂扩散的装片时间为1s～10s，卸片时间为1s～10s。
5.根据权利要求3所述的平面型三极管芯片的制备方法，其特征在于，步骤b所述铂扩散的时间为20min～30min。
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