[发明专利]异型杂质扩散对接的P+N+型低压硅扩散片及其硅二极管

说明书

本发明公开了一种异型杂质扩散对接的P+N+型低压硅扩散片及其硅二极管。包括如下步骤：1)在N型硅单晶片的正、反两表面同步分别扩散入P+型半导体杂质硼和N+型半导体杂质磷，并使P⁺型杂质扩散区和N+型杂质扩散区穿越N型硅本征区后对接会合，得到去硅本征区P⁺N⁺型硅扩散片；2)P⁺N⁺型硅扩散片经镀镍、芯片锯切、底座焊接、台面钝化，压模成型，制成P⁺N⁺型低压硅二极管。本发明有助于解决生产超低压硅二极管之专用硅单晶制备难以及成本高的问题，选用硅单晶材料灵活，简化工艺流程，有效缩短生产周期，提高产品性价比，产品应用范围广，具有显著经济效益。

本申请属于申请日为2017年2月27号、申请号201710108976.4、发明名称“一种去本征区P+N+型低压硅扩散片、硅二极管及其制备方法”的发明专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造，尤其涉及一种异型杂质扩散对接的P⁺N⁺型低压硅扩散片及其硅二极管。

背景技术

众所周知，传统上采用硅单晶片制造硅二极管的方法是：选用P型或N型导电的硅单晶作为基片，然后将N型或P型导电的半导体杂质扩散入硅基片中，以此形成硅二极管芯片的PN结。硅二极管的重要电性能参数之一是PN结的反向击穿电压V_B，由传统方法制造的硅二极管，其PN结的反向击穿电压V_B取决于所用硅单晶材料的电阻率，电阻率越高，其V_B越高。当前生产为制造高工作耐压硅二极管所需高电阻率硅单晶的制备技术几乎趋于完善，市场供应的高电阻率硅单晶材料应有尽有，现代技术对于制造能承受成千上万伏特的硅高压器件已非难事，但是为获得用于制造V_B低于十伏特的硅二极管所需的超低电阻率硅单晶却无计可施，其问题在于硅二极管的反向工作电压越低，要求所用的硅单晶体内均匀掺杂的浓度越高，因为硅单晶的直拉生长法是边生长单晶边掺入半导体杂质的，整个过程中硅始终处于熔融态，如此在1400℃以上的高温下，若在硅单晶中掺入的半导体杂质的浓度越高，单晶体内的晶格缺陷越密集，而使用高缺陷密度的硅单晶来制造硅二极管，其反向漏电流和功耗必将急剧上升，严重时将毁坏器件。

长期以来，人们采用硅外延片作为制造低压硅二极管的基片材料，若单以材料品质而论，硅外延片始终被列为上品，这是因为用外延法生长硅外延片，虽然同样是在硅中均匀掺入半导体杂质，但硅外延生长所采用的温度要比硅单晶生长所需之硅的熔点低250℃以上，显而易见，硅外延片的晶格完整性自然趋于完美。然而美中不足的是,因受硅外延设备单产产量之限制，硅外延片的价格历来是居高不下，并不适合用来大规模生产低附加值的低压硅二极管。

发明内容

本发明的目的是为了解决生产低压硅二极管之专用硅单晶制备难以及成本高的问题，克服当前普通低压硅二极管制造技术方面存在之不足，提供一种去本征区P⁺N⁺型低压硅二极管，即异型杂质扩散直接对接后两层扩散区之间无硅本征层的P⁺N⁺型低压硅扩散片。本发明采用的具体技术方案如下：

异型杂质扩散对接的P⁺N⁺型低压硅扩散片，其结构为由上层的P⁺型杂质扩散区和下层的N⁺型杂质扩散区对接会合而成，且两层扩散区之间无硅本征层过渡。