[发明专利]浅结二极管芯片的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体二极管的加工方法，尤其是涉及一种浅结二极管芯片的制作方法。

背景技术

目前对于低电压的稳压二极管芯片制作，通常采用三种方法，第一种是采用金属铝膜作为杂质源，在浓度很高的N型衬底上扩散高浓度的铝原子，利用PN结两侧都是高浓度的杂质来实现低电压，这种结构对结深控制要求不严，但漏电流大，电压的均匀性、一致性差，成品率低。第二种是在较高浓度的P型衬底材料上先扩散一层更高浓度的同型杂质，再在高浓度区域扩散高浓度的N型杂质形成PN结。这种做法存在同第一种做法一样的缺点。第三种是采用离子注入技术，在较高杂质浓度的P型衬底上直接注入高浓度的N型杂质，利用结深小于1微米的浅结技术实现低电压。这种方法不需要衬底有很高的杂质浓度，电压一致性好。但存在着电极制作困难的缺陷：如蒸发多层金属后，如果采用合金改善欧姆接触，金属的合金层会把PN结“吃”掉，造成短路；如果不采用合金的方法，金属与硅的粘附强度不够，封装时金属管腿会把芯片表面的金属层拽掉，造成金属脱落，影响封装的合格率。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用多晶硅作为金属与硅片之间的导电过渡层，既可以实现浅结工艺，又解决金属层的粘附强度，能精确控制杂质浓度和结深的浅结二极管芯片的制作方法。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种浅结二极管芯片的制作方法，其特征在于：

(1)、氧化、光刻有源区：将抛光硅片进行清洁处理后进行氧化形成氧化层，在硅片的一面或双面经光刻、腐蚀形成有源区窗口；

(2)、离子注入：用离子注入机将砷原子或磷原子注入到有源区窗口，注入能量为：30～80kev，离子注入剂量1～5E15；

(3)、多晶硅淀积：在硅片表面淀积多晶硅层，厚度控制在4000±500；

(4)、离子注入退火及磷扩散：将硅片推入800℃～950℃的磷扩散炉内进行磷扩散，同时进行离子注入退火，时间控制在10～30min；

(5)、光刻多晶硅：经光刻、腐蚀把有源区窗口以外的多晶硅层刻干净；

(6)、金属膜淀积：对硅片溅射或蒸发金属膜；

(7)、光刻金属：腐蚀掉有源区以外的金属膜；

(8)、合金：在真空或在氮气或/和氢气的条件下进行合金，合金温度控制在400℃～500℃，时间在25～35min，制成二极管芯片。

本发明采用上述技术方案后：具有以下优点：

1、本发明能采用精确控制的离子注入技术，精确控制杂质的浓度和结深，保证极低的击穿电压和电参数的均匀性、一致性。

2、本发明由于先做离子注入后淀积多晶硅，能精确控制结深小于1微米，最低击穿电压可以做到10微安下为1伏，对多晶硅的厚度均匀性要求不高，工艺重复性好。

3、本发明由于离子注入的退火和多晶硅掺杂是同时进行，用掺杂的多晶硅作为金属与硅片之间的导电过渡层，金属层可以正常合金，不仅增强了金属电极与硅片的粘附强度，避免芯片表面金属脱落，而且也保证了封装合格率。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。

图1是本发明检测单向二极管输出的伏安特性曲线图。

图2是本发明检测双向二极管输出的伏安特性曲线图。

具体实施方式

实施例1

本发明单向浅结二极管芯片的制作方法：

(1)、氧化、光刻有源区：将抛光后硅片进行清洁处理，可采用常规清洗，如采用2#、3#洗液，处理后将硅片放入高温扩散炉内对硅片进行第一次氧化处理，形成氧化层，第一次氧化层的厚度控制在2000～4000，按常规工艺单面光刻、腐蚀形成有源区窗口；

(2)、离子注入：用离子注入机将砷原子或磷原子注入到有源区窗口，注入能量为：30～80kev，离子注入剂量1～5E15；

(3)、多晶硅淀积：在硅片表面淀积多晶硅层，厚度控制在4000±500；

(4)、离子注入退火及磷扩散：将硅片推进800℃～950℃的磷扩散炉进行磷扩散同时进行离子注入退火，时间控制在10～30min；

(5)、光刻多晶硅：按常规工艺光刻、腐蚀多晶硅，把有源区窗口以外的多晶硅层刻干净；

(6)、金属膜淀积：对干净的硅片单面溅射或蒸发金属膜，该金属膜为钛和镍和银的金属复合膜；或钒和镍和银的金属复合膜；或铬和镍和银的金属复合膜；或钛和银的金属复合膜，或单层的金或镍金属膜；