CN108511335B - 一种高压晶片的穿通扩散工艺及其中刻蚀气体的混合装置 - Google Patents
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Abstract
一种高压晶片的穿通扩散工艺及其中刻蚀气体的混合装置。涉及一种新型的半导体二极管扩散工艺，尤其涉及一种在高压产品的穿通扩散工艺的改进。提出了一种逻辑清晰、步骤有序且加工效率高，使用时可对高电性能、大厚度的晶片进行高效穿通的高压晶片的穿通扩散工艺及其中刻蚀气体的混合装置。按以下步骤进行加工：步骤1）中SiO2阻挡层的厚度为10000‑30000A。步骤4）穿通预处理：在晶片的一侧端面上通过激光打出位于扩散窗口中的若干均匀分布的深槽，所述深槽的深度为200‑250um、且直径为20‑60um，相邻深槽的间距为20‑30um。步骤4）穿通预处理：在晶片的两侧端面上刻蚀出位于扩散窗口中的沟槽，单侧刻蚀的深度为50‑80um。本发明从整体上具有逻辑清晰、步骤有序以及加工效率高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型的半导体二极管扩散工艺，尤其涉及一种在高压产品的穿通扩散工艺的改进。
背景技术
目前，二极管晶片的穿通扩散工艺普遍使用的是从晶片两面直接扩散的方法，这种方法效率极低，一般要在1280℃下扩散150个小时，给生产效率带来了极大的影响。此外，本领域工作人员为保证晶片具有较高的电性能（2000V产品），通常将晶片的厚度设为400μm左右，从而使得穿通工艺无法实现，给高性能的晶片生产带来了极大的制约。
发明内容
本发明针对以上问题，提出了一种逻辑清晰、步骤有序且加工效率高，使用时可对高电性能、大厚度的晶片进行高效穿通的高压晶片的穿通扩散工艺及其中刻蚀气体的混合装置。
本发明的技术方案为：按以下步骤进行加工：
1）、晶片氧化：在晶片两侧生长出SiO2阻挡层；
2）、打胶：在两所述SiO2阻挡层背向晶片的端面上打上光刻胶，所述光刻胶中具有镂空的预设图案；
3）、开扩散窗口：沿光刻胶的镂空部分在SiO2阻挡层上刻蚀出与预设图案适配的扩散窗口；
4）、穿通预处理：在晶片的至少一侧端面上刻蚀出位于扩散窗口中的沟槽，或是在晶片的至少一侧端面上通过激光打出位于扩散窗口中的若干均匀分布的深槽；
5）、穿通扩散：分别自晶片两侧的扩散窗口向晶片中扩散P，并使得两侧扩散的P相连通；完毕。
步骤1）中SiO2阻挡层的厚度为10000-30000埃。
步骤4）穿通预处理：在晶片的一侧端面上通过激光打出位于扩散窗口中的若干均匀分布的深槽，所述深槽的深度为200-250μm、且直径为20-60μm，相邻深槽的间距为20-30μm。
步骤4）穿通预处理：在晶片的两侧端面上刻蚀出位于扩散窗口中的沟槽，单侧刻蚀的深度为50-80μm。
所述混合装置包括罐体、抽气蜗轮和若干混合板，所述罐体的一侧设有若干进气孔、且另一侧设有一出气孔，若干所述混合板均固定连接在罐体中、且相邻混合板之间留有空隙，所述混合板中均匀开设有若干混合孔，所述混合孔呈自进气孔所在的一侧起内径逐渐变小的锥孔状、且相邻所述混合板上的混合孔相交错，所述抽气蜗轮固定连接在罐体中、且位于若干混合板和出气孔之间。
自进气孔所在的一侧起若干混合板中混合孔的最大孔径逐渐由大变小。
本发明在穿通扩散前设置了穿通预处理，这样，即可从实质上大幅减小后续穿通扩散的距离，即大幅提升了后续穿通扩散的工作时间，使得高压2000V的晶片也可以进行高效的穿通扩散，给高性能的晶片生产带来了极大的帮助，从整体上具有逻辑清晰、步骤有序以及加工效率高等优点。
附图说明
图1是本案中晶片的加工过程示意图一，
图2是本案中晶片的加工过程示意图二，
图3是本案中晶片的加工过程示意图三，
图4是本案中晶片的加工过程示意图四，
图5是本案中晶片的加工过程示意图五，
图6是本案中混合装置的结构示意图；
图中1是罐体，11是进气孔，12是出气孔，2是抽气蜗轮，3是混合板，30是混合孔。
具体实施方式
本发明如图1-6所示，按以下步骤进行加工：
1）、晶片氧化：如图1所示，在晶片两侧生长出SiO2阻挡层；
2）、打胶：如图2所示，在两所述SiO2阻挡层背向晶片的端面上打上光刻胶，所述光刻胶中具有镂空的预设图案；
3）、开扩散窗口：如图3所示，沿光刻胶的镂空部分在SiO2阻挡层上刻蚀出与预设图案适配的扩散窗口；
4）、穿通预处理：如图4所示，在晶片的至少一侧端面上刻蚀出位于扩散窗口中的沟槽，或是如图5所示，在晶片的至少一侧端面上通过激光打出位于扩散窗口中的若干均匀分布的深槽；
5）、穿通扩散：分别自晶片两侧的扩散窗口向晶片中扩散P，并使得两侧扩散的P相连通；完毕。
本发明在穿通扩散前设置了穿通预处理，这样，即可从实质上大幅减小后续穿通扩散的距离，即大幅提升了后续穿通扩散的工作时间，使得高压2000V的晶片也可以进行高效的穿通扩散，给高性能的晶片生产带来了极大的帮助，从整体上具有逻辑清晰、步骤有序以及加工效率高等优点。
步骤1）中SiO2阻挡层的厚度为10000-30000埃。
步骤4）穿通预处理：在晶片的一侧端面上通过激光打出位于扩散窗口中的若干均匀分布的深槽，所述深槽的深度为200-250μm、且直径为20-60μm，相邻深槽的间距为20-30μm。
步骤4）穿通预处理：在晶片的两侧端面上刻蚀出位于扩散窗口中的沟槽，单侧刻蚀的深度为50-80μm。人们在进行刻蚀时发现，由于刻蚀气体不止一种，因此极易出现混合不均匀的现象；现有技术中的解决办法通常是先电离再混合，需要进行多次的电离作业，具有能耗大、重复劳动多、工作效率低等缺陷，对此，本案中还提供了下述混合装置：
所述混合装置包括罐体1、抽气蜗轮2和若干混合板3，所述罐体1的一侧设有若干进气孔11、且另一侧设有一出气孔12，若干所述混合板3均固定连接在罐体1中、且相邻混合板3之间留有空隙，从而利用若干空隙形成阶段性的混合区域，所述混合板3中均匀开设有若干混合孔30，所述混合孔30呈自进气孔所在的一侧起内径逐渐变小的锥孔状、且相邻所述混合板3上的混合孔相交错，从而避免混合气体直接流入下一混合板的混合孔中，而不在阶段性的混合区域中停留，有效保证了加工效果，所述抽气蜗轮2固定连接在罐体1中、且位于若干混合板3和出气孔12之间。使用后，多种气体可自若干进气孔分别流入罐体中，并在抽气蜗轮的作用下，依次流经若干混合板，并最终自出气孔流出。其中，当混合气体流经混合孔时，将在其锥孔状的结构形态影响下逐步加快流速与压力，从而快速进入两混合板之间的混合区域中，并在阶段性混合完成后进入下一个混合区域，这样，在多次阶段性混合后，混合气体将实现高度充分、均匀的混合，使得后续作业时，仅需一次电离作业即可，具有能耗低、操作方便的优点。
自进气孔所在的一侧起若干混合板中混合孔的最大孔径逐渐由大变小。从而使得混合气体流经混合孔的压力逐渐变大，从而逐步提升了混合效果，进一步保证了最终的混合均匀程度。
Claims (5)
1.一种高压晶片的穿通扩散工艺中刻蚀气体的混合装置，其特征在于，按以下步骤进行加工：
1）、晶片氧化：在晶片两侧生长出SiO2阻挡层；
2）、打胶：在两所述SiO2阻挡层背向晶片的端面上打上光刻胶，所述光刻胶中具有镂空的预设图案；
3）、开扩散窗口：沿光刻胶的镂空部分在SiO2阻挡层上刻蚀出与预设图案适配的扩散窗口；
4）、穿通预处理：在晶片的至少一侧端面上刻蚀出位于扩散窗口中的沟槽，或是在晶片的至少一侧端面上通过激光打出位于扩散窗口中的若干均匀分布的深槽；
5）、穿通扩散：分别自晶片两侧的扩散窗口向晶片中扩散P，并使得两侧扩散的P相连通；完毕；
所述混合装置包括罐体、抽气蜗轮和若干混合板，所述罐体的一侧设有若干进气孔、且另一侧设有一出气孔，若干所述混合板均固定连接在罐体中、且相邻混合板之间留有空隙，所述混合板中均匀开设有若干混合孔，所述混合孔呈自进气孔所在的一侧起内径逐渐变小的锥孔状、且相邻所述混合板上的混合孔相交错，所述抽气蜗轮固定连接在罐体中、且位于若干混合板和出气孔之间。
2.根据权利要求1所述的一种高压晶片的穿通扩散工艺中刻蚀气体的混合装置，其特征在于，步骤1）中SiO2阻挡层的厚度为10000-30000埃。
3.根据权利要求1所述的一种高压晶片的穿通扩散工艺中刻蚀气体的混合装置，其特征在于，步骤4）穿通预处理：在晶片的一侧端面上通过激光打出位于扩散窗口中的若干均匀分布的深槽，所述深槽的深度为200-250μm、且直径为20-60μm，相邻深槽的间距为20-30μm。
4.根据权利要求1所述的一种高压晶片的穿通扩散工艺中刻蚀气体的混合装置，其特征在于，步骤4）穿通预处理：在晶片的两侧端面上刻蚀出位于扩散窗口中的沟槽，单侧刻蚀的深度为50-80μm。
5.根据权利要求1所述的刻蚀气体的混合装置，其特征在于，自进气孔所在的一侧起若干混合板中混合孔的最大孔径逐渐由大变小。
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