具有扩散缓冲层的高压快速软恢复二极管的制造方法

摘要

本发明公开了属于半导体器件范围的一种具有扩散型缓冲层的高压快速软恢复二极管的制造方法。扩散缓冲层快恢复二极管采用两次扩散方法制作缓冲层，在PN结和电极制备之前，首先采用一次磷扩散，在硅片两面生成低浓度和深结深的磷扩散区，其后在二次磷扩散和硼铝扩散过程中，一次磷扩散的结深继续推进，最终一次磷扩散比二次磷扩散的结深深出20μm左右，一次磷扩散前沿浓度小于1×10¹⁵/cm^－3区域的深度不少于15μm；采用无缺陷区熔硅单晶和扩散型缓冲层，可以大幅提高快速软恢复二极管的电压和电流水平。

主权项

一种具有扩散缓冲层的高压快速软恢复二极管的制造方法，其特征在于，采用两次扩散方法制作缓冲层，得到扩散缓冲层快恢复二极管；扩散缓冲层的具体制作步骤如下：(1)原材料采用无缺陷区熔硅单晶圆片，掺杂浓度为10¹²～10¹⁴cm^‑3，硅片厚度为300～400μm；(2)在上述硅单晶圆片两面用低温950～1050℃、5～10分钟短时间沉积磷，然后高温1240～1260℃、60～70小时长时间扩散，要求方块电阻不小于200Ω形成低浓度(2～6)×10¹⁶cm^‑3、结深55～60μm深的N型扩散层；(3)在步骤(2)的硅单晶圆片两面用高温1180～1200℃、2.5～3.5小时长时间沉积高浓度NS＞1×10²¹cm^‑3的N⁺磷薄层；(4)将步骤(3)的硅单晶圆片单面磨片，磨削深度应大于N型扩散层，即80～120μm；(5)用匀胶机在步骤(4)的硅单晶圆片的磨面涂敷硼‑铝扩散源，然后高温1240～1260℃、20～30小时长时间扩散推进；N、N⁺扩散层同时推进，结深分别为X1、X2，应确保宽度(X1－X2)达到15～25μm；浓度小于1×10¹⁵cm^‑3的前沿结深(X1－X)不少于15μm，至此，扩散型缓冲层制作完成；其后的芯片制作程序与一般的无缓冲层的扩散型快恢复二极管的制作工艺相同；包括：(6)扩铂：对步骤(5)的硅单晶圆片进行高温扩铂，控制少数载流子寿命；铂源采用氯铂酸，扩散温度800～950℃，时间30－60分钟，高纯氮气保护；(7)割圆：采用金刚砂片割圆刀将步骤(6)的硅单晶圆片切割成所需尺寸：400A－φ30mm；1000A－φ45mm的圆片；(8)阳极电极制作：在高温真空烧结炉中，借助于铝箔，将步骤(7)割圆后的硅单晶圆片与钼片烧结在一起，形成芯片的阳极；(9)阴极电极制作：用电子束蒸发在步骤(8)的芯片未烧结钼片的阴极面蒸镀大于10μm厚的铝膜，然后放在真空退火炉内500～520℃退火0.5～1小时，达到微合金化，形成阴极电极；(10)对步骤(9)的芯片进行磨角25°造型、台面腐蚀及台面用408硅橡胶钝化保护，至此，具有扩散缓冲层的高压快速软恢复二极管芯片制作过程完成。