[发明专利]大功率快速软恢复二极管及其生产工艺

摘要

本发明涉及一种电力半导体变流装置的关键器件大功率快速软恢复二极管及其生产工艺，其硅芯片结构为P⁺PINN⁺型结构，其生产工艺增加了纸源扩散、氧化、硅片扩铂、喷角、芯片电子辐照等工艺，解决了大功率快速软恢复二极管的正向压降、反向恢复特性和大功率之间的矛盾，使大功率快速软恢复二极管的反向恢复特性既快又软，满足了快速晶闸管、GTO、IGCT和IGBT等大功率高频器件的反并、吸收、续流配套器件的要求，由其构成的电源装置广泛应用于钢铁、石化、电力、铁路、通信行业。

主权项

1.一种大功率快速软恢复二极管的生产工艺，其特征在于：1).一次扩散(闭扩)：清洗干净的原始硅片，1200～1250℃扩散炉恒温扩散，采用99.9999％纯家源扩散，表面浓度为1017～1018/cm3；2).单面去P型：用磨片机磨掉扩散片的一面P型面；3).磷沉积：清洗干净的去掉一面的扩散片，1000～1150℃扩散炉恒温扩散，采用液态源三氯氧磷(POCl3)扩散，表面浓度为≥1～9×1019/cm3；4).P面去磷：用丝网印刷机印刷磨过的那一面，将P型面的磷腐蚀掉；5).磷推进：清洗干净扩散片，1200～1250℃扩散炉恒温推进；6).杂质纸源扩散：清洗干净扩散片，1200～1250℃扩散炉BP纸杂质纸源扩散，P和N型面表面浓度均为1.0～10×1021/cm3；7).氧化：清洗干净扩散片，1200～1250℃扩散炉恒温氧化；8).硅片扩铂：清洗干净扩散片，扩散炉恒温扩散15～45分钟，温度800℃至950℃，铂液采用三氯化铂溶液，浓度为0.5～2.5％；9).割圆：用割圆机将扩铂硅片割成所需大小；10).烧结：清洗干净扩散片、圆钼片、铝硅片，按顺序装入模具，放进650～700℃的烧结炉中进行烧结合金；11).蒸发坚膜：烧结好的芯片，清洗干净放进镀膜机中蒸铝，再放进烧结炉中坚膜合金。12).喷角：蒸坚好的芯片，在喷角机上喷出正角；13).磨角腐蚀保护：将喷角的芯片，在磨角机上磨出小的斜角，在旋转腐蚀机上进行酸腐蚀，然后涂胶保护，常、高温固化，形成完整的芯片；14).中测：芯片分别在伏安特性测试仪、通态压降测试台上测试耐压和正向压降；15).芯片电子辐照：测试合格的芯片，到中照单位去进行电子辐照，辐照剂量106～108；16).封装：将芯片、定位环、银片等组装到管壳里，用专用冷焊封装机将管壳上下壳焊好。