一种快恢复二极管FRD芯片及其生产工艺

摘要

本发明涉及一种快恢复二极管（FRD）芯片及其生产工艺，采用扩散前处理、液态源两次扩散、背面减薄、氧化、铂扩散、光刻、台面腐蚀、电泳、烧结、划片等工艺步骤生产结构为P+NN+的二极管，芯片生产工艺采用携带液态磷源深结扩散的方法，提高了扩散结的平坦度，加强了击穿电压的均一性、稳定性；采用降低硼扩散源浓度、提高硼扩散源纯度的方法，提高了快恢复二极管的抗浪涌能力；采用电泳的玻璃钝化工艺，提高了双向稳压二极管的耐压稳定性，可靠性；减小了反向恢复时间，提高了开关速度，减小了压降，降低了功耗，提高了耐压的稳定性，增加了二极管的可靠性。

主权项

一种快恢复二极管芯片生产工艺，其特征在于包括如下次序的步骤：1）扩散前处理：通过酸、碱、去离子水超声清洗等工序，对硅片表面进行化学处理；2）磷源预沉积：对处理干净的硅片在1100～1200℃的扩散炉中气体携带通入液态磷源进行预沉积；3）磷源主扩散：对预沉积后的硅片在1200～1250℃扩散炉进行扩散推进；4）扩散后处理：用酸浸泡、去离子水超声清洗，使硅片分离，并去除表面氧化层；5）背面减薄：用金刚砂把一面的扩散结N+ 磨掉，最终片厚保留在240～260μm；6）硼扩散：把背磨后的硅片清洗干净，采用液态硼源放入1200～1250℃的扩散炉中进行扩散形成P+；7）喷砂：用金刚砂对硅片表面进行均匀的粗面化；8）氧化：把喷砂后经过超砂、电子清洗剂处理的硅片在1100～1200℃的氧化炉中长一层氧化层；9）铂扩散：把清洗后的硅片放入温度为900～910℃的铂扩散炉中进行金属铂的注入；10）光刻：把铂扩散后的硅片进行涂胶、曝光、显影、去氧化层等工序，刻出台面图形；11）台面腐蚀：用混酸刻蚀台面沟槽，混酸温度控制在8～12℃，并用去离子水冲净；12）电泳：把硅片放在配置好的电泳液中，根据台面沟槽需沉积的玻璃重量设置时间，进行电泳；13）烧结：把电泳后的硅片在800～820℃的烧结炉中进行烧结；14）去氧化层：用稀释的氢氟酸浸泡、去离子水超声清洗去除烧结后硅片表面氧化层；15）镀镍、镀金：将去氧化层后的硅片在专用镀槽中进行镀镍、镀金、干燥；16）芯片切割：用划片机把镀金后的硅片从台面沟槽处划成单个芯片；    由上述生产工艺获得的快恢复二极管芯片，结构为P+NN+ 型，所述芯片截层依次为：快恢复二极管芯片（1），台面沟槽（2），玻璃层（3），金属面（4）；所述芯片参数：雪崩击穿电压 VBO  ≥600V；正向电压 VF （IF=8A）≤1.3V；反向漏电流 IR  =  10 μA；反向恢复时间 Trr =  50S ；    结温 Tj  =150℃。