[发明专利]一种用于稳压管制造的扩散工艺及其扩散设备

说明书

本发明公开了一种用于稳压管制造的扩散工艺，包括以下工作步骤：步骤一：扩散前处理；步骤二：磷预扩处理；步骤三：背面化腐；步骤四：背面补硼；步骤五：磷主扩处理；步骤六：沟槽光刻；步骤七：电泳钝化；步骤八：金属光刻。本发明通过特殊的磷预扩和主扩散工艺降低动态电阻，针对市场应用的特点，低中压选用专用合适的P型衬底新材料，使用特殊预扩和主扩散工艺降低动态电阻提升良率。

技术领域

本发明涉及稳压管技术领域，具体为一种用于稳压管制造的扩散工艺及其扩散设备。

背景技术

稳压管用于过压保护，当电路正常时，稳压管两端的电压低于稳压管的稳压值，因此稳压管相当于开路不存在，当电路出现异常，电源端的电压异常升高时，稳压管工作于钳位或击穿状态，保护后级的负载，因此在相关的电力管线工程中，稳压管的应用及其广泛且对于电路安全具有重要作用，在稳压管制造过程中，需要使用扩散工艺进行加工处理，进而使得稳压管的动态电阻处于较低状态，使得同尺寸芯片额定功率更大。

现有的稳压管制造设备存在的缺陷是：

1、专利文件CN104362182B公开了一种平面双结型稳压二极管芯片及其生产工艺，“包括芯片、正面金属层和背面金属层，芯片包括衬底层、外延层、深层掺杂扩散区、表面掺杂扩散区和钝化层，所述的芯片为稳压二极管芯片；芯片截层从下向上依次为衬底层、外延层、深层掺杂扩散区、表面掺杂扩散区和钝化层。芯片生产工艺采用两次离子注入及热扩散过程，可以有效地提高器件的击穿电压精度，降低因衬底及外延材料性能差异所引起的器件性能差异；通过调整两次注入剂量或扩散条件可以直接调制器件击穿电压，从而在利用单一外延材料的情况下，可实现多电压等级稳压器件的制作并提高生产效率，降低生产成本，有稳定的动态电阻性能”，该生产工艺通过调整两次注入剂量或扩散条件来降低生产成本并保持稳压管的动态电阻值，但是该工艺在操作过程中通常使用外延衬底生产低压中压稳压管，成本难以控制，且使用单晶衬底生产的中压稳压管，常规的磷预扩和磷主扩程序使得动态电阻无法保持较低状态导致良品率较低；

2、专利文件CN103151248B公开了一种光电探测器制作中锌的扩散装置及其扩散方法，“包括加热炉、两端封闭的石英管、气体控制系统、真空系统、用以容置扩散源及待扩散的外延片的石英舟以及用以推送该石英舟进入石英管的真空推进装置，该石英管一端位于加热炉炉膛中，为恒温区，另一端位于加热炉炉膛外，为冷却区，并处于室温状态，该气体控制系统可向石英管内充入氮气，该真空系统通过真空管道可对石英管抽真空。本发明的方法既避免了传统闭管扩散用氢氧焰封石英管的风险和开石英管时管内负压下，残渣吸入石英管造成的外延片污染，也解决了传统开管扩散过程中温度不均匀，扩散深度不容易控制，而且冷却时间过长的问题，本发明的方法利于批量扩散”，该装置在扩散时加热炉内部物料相互堆积进而使得物料表面存在重叠，进而使得扩散时表面难以达到全面扩散的效果；

3、专利文件CN101645399A公开了一种稳压二极管制造工艺，“包括：选择硅片衬底，杂质掺杂，形成二氧化硅薄膜层，开沟槽，多晶硅钝化膜层沉积，玻璃胶层沉积，玻璃胶去除，玻璃胶层硬化，多晶硅钝化膜和二氧化硅薄膜去除，沉积金属层，从而实现了高工作电压稳压二极管的单芯片生产”，该工艺在进行稳压二极管制造时，未能实现隔温降温处理的灵活替换，进而使得该制造工艺在实际使用过程中较为不便；

4、专利文件CN209561444U公开了一种用于制备薄层多晶硅电池片的低压扩散设备，“包括扩散炉、源气罐、真空泵和尾气处理装置，扩散炉包括顶部设置炉门的立式炉体和设置于立式炉体的加热器、石英舟以及升降组件；升降组件包括电机和与电机的输出轴连接、且设有外螺纹的驱动轴，石英舟包括环形的底座以及设置于底座的筒架，底座内环设有内螺纹并与驱动轴螺纹连接、外环通过凸起体滑动设置于立式炉体内壁轴向开设的滑槽；筒架的内环和外环均设有用于承载硅片的承载座；筒架、底座以及承载座均空心、并相互连通，底座设有可供源气罐的输气管插入的进气口，承载座底面设有出气孔。该设备具有低压、均匀、高效的扩散效果”，该设备在使用过程中未能针对加热的余热进行再次利用，使得该设备的能源利用率较低。

发明内容