[发明专利]一种快恢复二极管FRD芯片及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及晶体二极管芯片生产技术领域， 特别涉及一种快恢复二极管（FRD）芯片及生产工艺，携带磷液态源扩散、铂扩散、电泳玻钝步骤使结构为P⁺NN⁺ 的二极管产品性能提高 。 

背景技术

目前半导体行业内生产快恢复二极管（FRD）芯片通常采用纸源两次扩散生产工艺。现有技术存在问题1)、采用纸源扩散的结深不平坦，导致击穿电压不够稳定，抗浪涌能力差。2)、正向压降较大，导致功耗较大，二极管易烧毁。

发明内容

本发明的目的就是为克服现有技术的不足，设计一种快恢复二极管芯片及生产工艺，这种工艺提高了二极管开关性能，减小了开关损耗，降低了压降，减小了功耗，增强了二极管的耐压稳定性及可靠性，延长了二极管的寿命。

    本发明是通过这样的技术方案实现的：一种快恢复二极管（FRD）芯片生产工艺，其特征在于包括如下次序的步骤：

1）扩散前处理：通过酸、碱、去离子水超声清洗等工序，对硅片表面进行化学处理；

2）磷源预沉积：对处理干净的硅片在1100～1200℃的扩散炉中气体携带通入液态磷源进行预沉积；

3）磷源主扩散：对预沉积后的硅片在1200～1250℃扩散炉进行扩散推进；

4）扩散后处理：用酸浸泡、去离子水超声清洗，使硅片分离，并去除表面氧化层；

5）背面减薄：用金刚砂把一面的扩散结N⁺ 磨掉，最终片厚保留在240～260μm；

6）硼扩散：把背磨后的硅片清洗干净，采用液态硼源放入1200～1250℃的扩散炉中进行扩散形成P⁺；

7）喷砂：用金刚砂对硅片表面进行均匀的粗面化；

8）氧化：把喷砂后经过超砂、电子清洗剂处理的硅片在1100～1200℃的氧化炉中长一层氧化层；

9）铂扩散：把清洗后的硅片放入温度为900～910℃的铂扩散炉中进行金属铂的注入；

10）光刻：把铂扩散后的硅片进行涂胶、曝光、显影、去氧化层等工序，刻出台面图形；

11）台面腐蚀：用混酸刻蚀台面沟槽，混酸温度控制在8～12℃，并用去离子水冲净；

12）电泳：把硅片放在配置好的电泳液中，根据台面沟槽需沉积的玻璃重量设置时间，进行电泳；

13）烧结：把电泳后的硅片在800～820℃的烧结炉中进行烧结；

14）去氧化层：用稀释的氢氟酸浸泡、去离子水超声清洗去除烧结后硅片表面氧化层；

15）镀镍、镀金：将去氧化层后的硅片在专用镀槽中进行镀镍、镀金、干燥；

16）芯片切割：用划片机把镀金后的硅片从台面沟槽处划成单个芯片；

根据所述方法获得其结构为P⁺NN⁺ 型二极管芯片。

   本发明的快恢复二极管芯片生产工艺，采用携带液态磷源深结扩散的方法，提高了扩散结的平坦度，加强了击穿电压的均一性、稳定性。采用降低硼扩散源浓度、提高硼扩散源纯度的方法，提高了快恢复二极管的抗浪涌能力。采用电泳的玻璃钝化工艺，提高了双向稳压二极管的耐压稳定性，可靠性。因此这种工艺提高了二极管开关性能，减小了开关损耗，降低了压降，减小了功耗，增强了二极管的耐压稳定性及可靠性，延长了二极管的寿命。

附图说明

图1快恢复二极管FRD的芯片结构

图2 快恢复二极管FRD的制备工艺流程图

图中：1 FRD芯片，2.台面沟槽，3.玻璃层，4.金属面。

具体实施方式

    为了更清楚的理解本发明，结合附图和实施例详细描述本发明：

如图1所示快恢复二极管FRD的芯片结构为“P⁺NN⁺。芯片截层依次为FRD芯片1，台面沟槽2，玻璃层3.金属面4。

如图2所示快恢复二极管FRD的芯片工艺流程如下：

1）扩散前处理：通过酸、碱、去离子水超声清洗等工序，对硅片表面进行化学处理。

2）磷源预沉积：对处理干净的硅片在1100～1200℃的扩散炉中气体携带通入液态磷源进行预沉积。

3）磷源主扩散：对预沉积后的硅片在1200～1250℃扩散炉进行扩散推进。

4）扩散后处理：用酸浸泡、去离子水超声清洗，使硅片分离，并去除表面氧化层。

5）背面减薄：用金刚砂把一面的扩散结N⁺ 磨掉，最终片厚保留在240～260μm。