[发明专利]一种超强雪崩能力的整流二极管芯片的生产工艺

权利要求书

1.一种超强雪崩能力的整流二极管芯片的生产工艺，其特征在于，具体步骤如下，

1）选料：原硅片采用（100）晶向硅单晶；

2）清洗：将符合要求的原硅片表面杂质清洗干净，为进扩散炉做准备；

3）一次扩散，将硼纸磷纸同时放在硅片两侧，同时进炉扩散形成P+和N+；

在扩散烧纸的时候采用弹簧烧纸工装辅助一直给硅片施加一个弹簧力，这样纸源烧掉后硅片之间产生了空隙，弹簧力将硅片及时填补，就没有给硅片因腐蚀而变形的空间;保证了硅片的平整度；

扩散结构：必须选取必须是雪崩结构，即非串通结构，要保证空间电荷区完全展开，且基区宽度Wn=（1.1~1.2）Xm空间电荷区;

吸杂技术:在扩散结束后，硅片表面形成了硼硅玻璃、磷硅玻璃，在降温到950~1050℃时停留4-6小时，这时硼磷硅玻璃吸收硅片内部杂质，提高少子寿命，少子寿命就会越高，雪崩能力就越强；

4）电解技术，利用电解原理将硅片表面的硼硅玻璃和磷硅玻璃去除干净；

电解法：准备电解槽，直流源的阳极连接钼丝，阴极连接铜棒，然后，将硅片置于电解槽底，硅片的P面朝上并接触所述钼丝；电解反应开始，电解工艺不施加任何外力，保证了低应力工艺；电解后硅片表面较为光滑，需用0.3kg压力进行弱吹砂，将硅片表面打毛糙，利于后面镀镍;

5）一次黄光：利用光刻胶保护晶粒台面，暴露出蚀刻道，形成若干个晶粒印迹，为开沟做准备；

6）开沟：暴露PN结，形成切割道；

开沟时每个晶粒在边缘处的形状必须是正斜角大于60℃造型；

7）清洗：进一步清洗去除表面脏污，提高洁净度，为上玻璃做准备；

8）上玻璃粉：将玻璃粉填入沟槽中，利用高温冷却原理形成玻璃，起到钝化保护PN结的目的；

9）去氧化膜：去除晶粒台面氧化膜，为后续镀镍做准备；

10）镀镍：在晶粒表面镀镍，形成良好的欧姆接触，便于焊接；

11）测试：

用点测机100%机台测试，挑出常规电性不良晶粒；

12）切割：沿着切割道切割，形成芯片。

2.根据权利要求1所述的一种超强雪崩能力的整流二极管芯片的生产工艺，其特征在于，所述（111）晶向硅单晶，是为了便于焊接，采用的全压接工艺，使用（100）单晶可以让电流扩展速度提高15%，即雪崩功率提高15%左右。

3.根据权利要求1所述的一种超强雪崩能力的整流二极管芯片的生产工艺，其特征在于，所述原硅片选择要求：电阻率ρ要低，根据公式计算做1200V电压的产品需要选用电阻率为30Ωcm，；硅材料电阻率均匀性要好，表面浓度要均匀，这样防止局部雪崩，结面电阻率均匀性 10%，从而保证在体内发生的雪崩是均匀的。

4.根据权利要求1所述的一种超强雪崩能力的整流二极管芯片的生产工艺，其特征在于，所述原硅片选取必须是雪崩结构，即非串通结构，要保证空间电荷区完全展开，且基区宽度Wn=（1.1~1.2）Xm空间电荷区。

5.根据权利要求1所述的一种超强雪崩能力的整流二极管芯片的生产工艺，其特征在于，所述测试还包括少子寿命测试，少子寿命测试越高，则芯片应力越小，雪崩能力越强。

6.根据权利要求1所述的一种超强雪崩能力的整流二极管芯片的生产工艺，其特征在于，所述测试还包括雪崩能力测试：采用高端精密的仪器来检测晶粒雪崩能力，西安美泰测试仪检测雪崩能力。

7.根据权利要求1所述的一种超强雪崩能力的整流二极管芯片的生产工艺，其特征在于，所述弹簧烧纸工装包括扩散石英舟、碳化硅压块、石英压块、弹簧，扩散石英舟呈U型状，两个碳化硅压块分别位于扩散石英舟的内部两侧，若干硅片分别对应挨着两侧的碳化硅压块，两个石英压块再分别对应压在若干硅片的外侧，弹簧两端分别挤压两个石英压块；所述的每个硅片两侧还分别放置有硼纸磷纸。