[发明专利]一种大功率雪崩整流二极管的生产方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种大功率雪崩整流二极管的生产方法。

(二)背景技术

雪崩二极管是根据二极管雪崩击穿的特性制成的负阻半导体器件，是一种在外加电压作用下可以产生超高频振荡的半导体二极管，也称碰撞雪崩渡越时间二极管。它工作于反向击穿状态，对外呈现负阻特性。雪崩二极管是利用半导体结构中载流子的碰撞电离和渡越时间两种物理效应形成负阻而产生高频振荡：即利用半导体P-N结的雪崩击穿在半导体中注入载流子，这些载流子渡越过晶片流向外电路。因为载流子渡越晶片需要一定的时间，所以其电流滞后于电压，出现延迟时间，若适当地控制渡越时间，则在电流和电压关系上就会出现负阻效应，从而产生高频振荡。

在雪崩二极管产生之前，电源系统中一般用普通二极管作为主要电子元件，将交流电转变为直流电。二极管在运用过程中，存在着较大的缺陷，一旦当二极管处于反向偏置时，仍然会有微弱的反向电流流过二极管，称为漏电流，二是当二极管两端的反向电压增加到某一数值，反向电流会急剧增大，二极管将失去单方向导电特性，即二极管被击穿。而雪崩二极管却能有效的弥补这些不足。当电源系统产生瞬时的浪涌电压或静电放电或电子系统负载变化，系统中高能量的瞬时过压脉冲加载到雪崩二极管时，雪崩二极管的工作阻抗会立即降至很低的导通值，允许大电流通过，并将电压钳制到电子系统，ECU等能承受的预定水平，这样就能有效的保护这些精密系统免受损坏，从而担当起电气系统的守护神的作用。

雪崩二极管在汽车发电机整流桥中的应用原理是它的正向电流起到整流管的作用，且由于它的工艺特点是片薄，电阻率低，正向压降小，发热小且相同面积的芯片它通过的电流大，可以节约材料。同时可最大限度满足日益增涨的功率需求。它的反向起了稳压管的作用，当发电机瞬时过压脉冲加载到雪崩二极管上，二极管中载流子倍增情况如同雪山上的雪崩现象，载流子增加得多且快，使反向电流十分迅速急剧增大，从而使PN结发生击穿，这就是雪崩反映。雪崩二极管表现出来的现象是工作阻抗立即降至很低的导通值，允许大电流通过，并将电压钳制到汽车电子系统等能够承受的预定电压水平，有效保护汽车精密电子系统免受破坏。

大功率雪崩整流二极管的生产通常包括扩散、焊接、酸洗和封装等步骤，现有技术中酸洗处理工艺一般均采用25℃恒温条件下由酸液对芯片进行台面处理清洗保护，酸液通常采用醋酸、硝酸、氢氟酸和硫酸的混合物。此工艺要求在恒温条件下进行，但由于酸洗中化学反应产生大量热量，这一热量的产生使溶液内部发热速度快慢不均，没有一定的时间温度规律曲线，用外部的常温环境难以进行有效控制，造成器件电特性好坏不均，一致性效果差，良品合格率低，大量浪费硅铜材料。同时由于酸洗中产生大量热量，一定量酸液不可能处理很多二极管，生产效率较低，同时生产成本也高。

(三)发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种生产成本低、生产效率高、产品质量好的大功率雪崩整流二极管的生产方法。

一种大功率雪崩整流二极管的生产方法，包括扩散、焊接、酸洗和封装步骤，所述的酸洗步骤中，将酸液温度控制在-30～-20℃对整流二极管进行腐蚀，酸洗时间为15～20分钟。

优选地，所述的酸洗步骤中控制酸液温度在-25℃。必须明白，酸液控制在低温下，酸洗时间必然需要延长，一般至15分钟以上即可。经发明人反复试验发现，将酸液温度控制在-25℃可得到最佳的成本与效果的平衡。

优选地，所述的酸洗步骤中酸洗时间为16分钟。

优选地，所述的酸液由99wt％的冰醋酸、68wt％的硝酸、40wt％的氢氟酸和99.9wt％的硫酸按体积比35.3∶26.4∶26.4∶11.9配混而成。采用此酸液具有下述优点：(1)单晶硅经此酸液酸洗后表面平坦光滑，酸洗速度控制恰当则产品一致性很好；(2)在酸洗后通过硫酸的钝化作用能产生一层均匀致密的氧化膜，起到保护的作用。

本发明的生产方法通过对酸液进行低温控制，避免了酸洗工艺上的温升快、时间短所造成的器件一致性差、合格率低的缺陷，同等人工条件下可处理较现有技术10倍左右数量的二极管，较大幅度地提高了生产效率，降低了生产成本；且二极管产品电特性好，芯片合格率达到95％以上。

(四)具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明的技术方案做进一步地详细描述，但本发明的保护范围并不限于此。