一種平面型三極管芯片的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及三極管的制造領(lǐng)域，特別是涉及一種平面型三極管芯片的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，快恢復(fù)二極管在開關(guān)電源等電路中得到越來越廣泛的應(yīng)用。在快恢復(fù)二極管的制造中，減小器件少子壽命，提高器件開關(guān)速度的方法是在器件內(nèi)部引入復(fù)合中心。用鉑擴(kuò)散的方法來減少反向恢復(fù)時間七?，效果顯著。因此，鉑擴(kuò)散工藝是當(dāng)前硅半導(dǎo)體功率器件生產(chǎn)中的一道重要工藝。
[0003]三極管是一種基本的電流控制電流的半導(dǎo)體元器件，具有電流放大的作用和開關(guān)作用，它可以把微弱的電信號變成一定強(qiáng)度的信號，同時也可以在電子線路中作為開關(guān)管使用，是電子電路的核心元件，現(xiàn)已廣泛用于各領(lǐng)域各功能電路中。
[0004]雖然鉑擴(kuò)散工藝在采用臺面工藝的二極管生產(chǎn)上得到廣泛應(yīng)用，但平面型三極管對表面金屬沾污控制具有較高要求，因此該類器件在采用鉑擴(kuò)散工藝后會出現(xiàn)電壓跌落或軟擊穿，從而限制了鉑擴(kuò)散中三極管中的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種平面型三極管芯片的制備方法，使鉑擴(kuò)散工藝在三極管領(lǐng)域得到充分的應(yīng)用。
[0006]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種平面型三極管芯片的制備方法，所述制備方法包含以下步驟:
[0007]a、清洗硅片表面，然后在硅片表面進(jìn)行氧化、光刻處理；
[0008]b、將所得硅片進(jìn)行硼擴(kuò)散、磷擴(kuò)散，并通過鉑擴(kuò)散以形成復(fù)合中心；
[0009]c、通過磷擴(kuò)散吸雜工藝去除復(fù)合中心表面的金屬雜質(zhì)；
[0010]d、去除金屬雜質(zhì)后的硅片經(jīng)過蒸鋁、合金、鈍化、背面減薄、背面金屬化處理后制得平面型三極管芯片；
[0011]其中，所述磷擴(kuò)散吸雜工藝是將硅片放入擴(kuò)散爐中，通入三氯氧磷氣體，于870°C?940°C恒溫下進(jìn)行擴(kuò)散吸雜，磷擴(kuò)散吸雜裝片時間為lmin?3min，擴(kuò)散時間為30min?50min，卸片時間為30s?60s。
[0012]優(yōu)選的是:步驟b所述鉑擴(kuò)散填充的氣體為氮?dú)狻?br>[0013]優(yōu)選的是:步驟b所述鉑擴(kuò)散溫度為850°C?900°C。
[0014]優(yōu)選的是:步驟b所述鉑擴(kuò)散的裝片時間為Is?10s，卸片時間為Is?10s。
[0015]優(yōu)選的是:步驟b所述鈾擴(kuò)散的時間為20min?30min。
[0016]本發(fā)明通過鉑擴(kuò)散工藝制備三極管，大幅度降低了生產(chǎn)成本，適合三極管的批量生產(chǎn)。三極管在鉑擴(kuò)散之后，晶圓表面附有一層磷硅玻璃，通過磷擴(kuò)散吸雜工藝，吸除晶圓表面的金屬雜質(zhì)，從而解決鉑擴(kuò)散后對晶圓本身造成的金屬雜質(zhì)沾污，進(jìn)而解決了鉑擴(kuò)散在三極管芯片應(yīng)用中存在的電壓跌落或軟擊穿特性的問題。鉑擴(kuò)散整個工藝過程不需要降溫，通過盡可能快的速度將硅片裝入和取出，使鉑金屬不在硅片表面析出而影響鉑擴(kuò)散的效果。磷擴(kuò)散吸雜整個工藝過程也不需要降溫，以盡可能快的速度將硅片裝入和取出，以盡可能小的影響鉑擴(kuò)散的效果。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述。下面結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的闡述，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不局限于實(shí)施例表示的范圍。這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而非用于限制本發(fā)明的范圍。此外，在閱讀本發(fā)明的內(nèi)容后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種修改，這些等價變化同樣落于本發(fā)明所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0018]本發(fā)明中所使用的術(shù)語，除非有另外說明，一般具有本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解的含義。在以下的實(shí)施例中，未詳細(xì)描述的各種過程和方法是本領(lǐng)域中公知的常規(guī)方法。
[0019]實(shí)施例1
[0020]對硅片表面進(jìn)行化學(xué)清洗處理，將經(jīng)過氧化后得到的硅片進(jìn)行一次光刻，刻出硼擴(kuò)基區(qū)進(jìn)行硼擴(kuò)散。在硼擴(kuò)散之后就形成了晶體管的基區(qū)，接著進(jìn)行二次光刻以便進(jìn)行發(fā)射區(qū)的磷擴(kuò)散。將得到的硅片進(jìn)行方塊電阻、擊穿特性電壓的測試，測試符合標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行磷擴(kuò)散、鉑擴(kuò)散形成復(fù)合中心。所述鉑擴(kuò)散具體工藝是在擴(kuò)散爐中充入氮?dú)猓刂沏K擴(kuò)散的裝片時間為ls，于850°C溫度下進(jìn)行30min鉑擴(kuò)散，卸片并控制卸片時間為Is。通過磷擴(kuò)散吸雜工藝去除鉑擴(kuò)散產(chǎn)生的金屬雜質(zhì)，具體工藝是在擴(kuò)散爐中充入三氯氧磷氣體，控制磷擴(kuò)散吸雜的裝片時間為lmin，于870°C溫度下進(jìn)行50min擴(kuò)散，卸片并控制卸片時間為30s。擴(kuò)散結(jié)束之后便可進(jìn)行三次光刻。檢測硅片電阻電壓性能，符合標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行蒸鋁。經(jīng)過第四次光刻之后進(jìn)行合金、玻璃鈍化。經(jīng)過第五次光刻之后進(jìn)行退火、背面減薄、背面金屬化處理后制得平面型三極管芯片。
[0021]實(shí)施例2
[0022]對硅片表面進(jìn)行清洗，將氧化后得到的硅片進(jìn)行一次光刻，刻出硼擴(kuò)基區(qū)進(jìn)行硼擴(kuò)散。在硼擴(kuò)散之后就形成了晶體管的基區(qū)，接著進(jìn)行二次光刻以便進(jìn)行發(fā)射區(qū)的磷擴(kuò)散。將得到的硅片進(jìn)行電阻、擊穿特性電壓的測試，測試符合標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行磷擴(kuò)散、鉑擴(kuò)散形成復(fù)合中心。所述鉑擴(kuò)散具體工藝是在擴(kuò)散爐中充入氮?dú)?，控制鉑擴(kuò)散的裝片為5s，于870°C溫度下進(jìn)行25min鉑擴(kuò)散，卸片并控制卸片時間為5s。通過磷擴(kuò)散吸雜工藝去除鉑擴(kuò)散產(chǎn)生的金屬雜質(zhì)，具體工藝是在擴(kuò)散爐中充入三氯氧磷氣體，控制磷擴(kuò)散吸雜的裝片時間為2min，于900°C溫度下進(jìn)行40min擴(kuò)散，卸片并控制卸片時間為50s。擴(kuò)散結(jié)束之后便可進(jìn)行三次光刻。檢測硅片電阻電壓性能，符合標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行蒸鋁。經(jīng)過第四次光刻之后進(jìn)行合金、玻璃鈍化。經(jīng)過第五次光刻之后進(jìn)行退火、背面減薄、背面金屬化處理后制得平面型三極管芯片。
[0023]實(shí)施例3
[0024]對硅片表面進(jìn)行化學(xué)清洗處理，將氧化后得到的硅片進(jìn)行一次光刻，刻出硼擴(kuò)基區(qū)進(jìn)行硼擴(kuò)散。在硼擴(kuò)散之后就形成了晶體管的基區(qū)，接著進(jìn)行二次光刻以便進(jìn)行發(fā)射區(qū)的磷擴(kuò)散。將得到的硅片進(jìn)行方塊電阻、擊穿特性電壓的測試，測試符合標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行磷擴(kuò)散、鉑擴(kuò)散形成復(fù)合中心。所述鉑擴(kuò)散具體工藝是在擴(kuò)散爐中充入氮?dú)?，控制鉑擴(kuò)散的裝片為10s，于900°C溫度下進(jìn)行20min鉑擴(kuò)散，卸片并控制卸片時間為10s。通過磷擴(kuò)散吸雜工藝去除鉑擴(kuò)散產(chǎn)生的金屬雜質(zhì)。具體工藝是在擴(kuò)散爐中充入三氯氧磷氣體，控制磷擴(kuò)散吸雜的裝片時間為3min，于940°C溫度下進(jìn)行30min擴(kuò)散，卸片并控制卸片時間為60s。擴(kuò)散結(jié)束之后便可進(jìn)行三次光刻。檢測硅片電阻電壓性能，符合標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行蒸鋁。經(jīng)過第四次光刻之后進(jìn)行合金、玻璃鈍化。經(jīng)過第五次光刻之后進(jìn)行退火、背面減薄、背面金屬化處理后制得平面型三極管芯片。
【主權(quán)項】
1.一種平面型三極管芯片的制備方法，其特征在于，所述制備方法包含以下步驟: a、清洗硅片表面，然后在硅片表面進(jìn)行氧化、光刻處理； b、將所得硅片進(jìn)行硼擴(kuò)散、磷擴(kuò)散，并通過鉑擴(kuò)散以形成復(fù)合中心； c、通過磷擴(kuò)散吸雜工藝去除復(fù)合中心表面的金屬雜質(zhì)； d、去除金屬雜質(zhì)后的硅片經(jīng)過蒸鋁、合金、鈍化、背面減薄、背面金屬化處理后制得平面型三極管芯片； 其中，所述磷擴(kuò)散吸雜工藝是將硅片放入擴(kuò)散爐中，通入三氯氧磷氣體，于870 V?940 °C恒溫下進(jìn)行擴(kuò)散吸雜，磷擴(kuò)散吸雜裝片時間為lmin?3min，擴(kuò)散時間為30min?50min，卸片時間為30s?60s。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面型三極管芯片的制備方法，其特征在于，步驟b所述鉑擴(kuò)散填充的氣體為氮?dú)狻?.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的平面型三極管芯片的制備方法，其特征在于，步驟b所述鉑擴(kuò)散溫度為850°C?900°C。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平面型三極管芯片的制備方法，其特征在于，步驟b所述鉑擴(kuò)散的裝片時間為Is?10s，卸片時間為Is?10s。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平面型三極管芯片的制備方法，其特征在于，步驟b所述鉑擴(kuò)散的時間為20min?30min。
【專利摘要】本發(fā)明涉及三極管的制造領(lǐng)域，特別是涉及一種平面型三極管芯片的制備方法。一種平面型三極管芯片的制備方法，是通過清洗硅片表面，然后在硅片表面進(jìn)行氧化、光刻處理，將所得硅片進(jìn)行硼擴(kuò)散、磷擴(kuò)散、鉑擴(kuò)散以形成復(fù)合中心，通過磷擴(kuò)散吸雜工藝去除復(fù)合中心表面的金屬雜質(zhì)，將去除金屬雜質(zhì)后的硅片經(jīng)過蒸鋁、合金、鈍化、背面減薄、背面金屬化處理后制得平面型三極管芯片。本發(fā)明通過鉑擴(kuò)散工藝制備三極管，大幅度降低了生產(chǎn)成本，適合三極管的批量生產(chǎn)。
【IPC分類】H01L21/331, H01L21/22
【公開號】CN105428234
【申請?zhí)枴緾N201510776411
【發(fā)明人】彭文忠, 鄧其明, 鐘俊, 張開云, 孟繁新, 包禎美
【申請人】中國振華集團(tuán)永光電子有限公司（國營第八七三廠）
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月14日