專利名稱：一種提高電壓的短基區(qū)結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高電壓的短基區(qū)結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
在可控硅生產(chǎn)過程中，臺面槽有正角和負(fù)角兩種，負(fù)角電壓較低，正角電壓較高，常規(guī)可控硅擴(kuò)散結(jié)構(gòu)使得臺面僅存在負(fù)角，耐壓較低，部分可控硅為形成正角均采用特殊的復(fù)雜工藝，成本高，一致性差，成品率低，且僅適用于大電流可控硅(100A以上)，對小電流可控硅無法實(shí)施，為解決上述問題，特提供一種新的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種提高電壓的短基區(qū)結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝。 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種提高電壓的短基區(qū)結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝，包括雙面拋光片步驟、氧化步驟、光刻穿通步驟、進(jìn)行穿通擴(kuò)散步驟、光刻陰極步驟、陰極擴(kuò)散步驟、光刻臺面槽步驟、化學(xué)腐蝕臺面槽步驟、玻璃鈍化步驟、光刻引線孔步驟、正面蒸鋁步驟、鋁反刻步驟、鋁合金步驟、背面噴砂步驟、背面金屬化步驟、芯片測試步驟、劃片步驟和芯片包裝步驟，所述進(jìn)行穿通擴(kuò)散步驟和光刻陰極步驟之間增加了進(jìn)行選擇基區(qū)光刻和進(jìn)行選擇型局部短基區(qū)擴(kuò)散步驟，所述進(jìn)行選擇基區(qū)光刻包括正背面勻膠，前烘溫度120°C、時(shí)間20min，在曝光機(jī)上裝上基區(qū)光刻光刻版，對準(zhǔn)后曝光，曝光后放入專用顯影液顯影，完成后放入烘箱進(jìn)行堅(jiān)膜溫度為150°C，時(shí)間為30min，烘箱取出后放入HF腐蝕液的溫度為38_42°C中腐蝕去氧化層，完成后使用硫酸去膠，所述進(jìn)行選擇型局部短基區(qū)擴(kuò)散包括正背面涂B30乳膠源，完成后推入擴(kuò)散爐中進(jìn)行預(yù)擴(kuò)散擴(kuò)散的溫度為920-980°C，擴(kuò)散時(shí)間為40-80min，擴(kuò)散濃度為Rn =30-50 Q/ 口，再擴(kuò)散擴(kuò)散的溫度為1240-1260°C，擴(kuò)散時(shí)間為20-40h，擴(kuò)散濃度為Rn =60-130 Q / □，結(jié)深為Xj=30-45 u m此時(shí)得到短基區(qū)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是選擇型短基區(qū)結(jié)構(gòu)，可有效的與臺面槽形成正角臺面，使得可控硅的耐壓得到提高，工藝簡單，僅增加一塊簡單的光刻版，工藝穩(wěn)定、一致性高，且形成的正角角度可根據(jù)需求調(diào)整，大大提高了可控硅的耐壓水平且成品率高，選擇型短基區(qū)擴(kuò)散的結(jié)構(gòu)通過一次局部短基區(qū)擴(kuò)散光刻版，實(shí)現(xiàn)短基區(qū)擴(kuò)散只在芯片的局部區(qū)域進(jìn)行，局部擴(kuò)散的短基區(qū)與臺面槽形成良好的臺面正角結(jié)構(gòu)，耐壓水平得到大大提高。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
一種提高電壓的短基區(qū)結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝，包括雙面拋光片步驟、氧化步驟、光刻穿通步驟、進(jìn)行穿通擴(kuò)散步驟、光刻陰極步驟、陰極擴(kuò)散步驟、光刻臺面槽步驟、化學(xué)腐蝕臺面槽步驟、玻璃鈍化步驟、光刻引線孔步驟、正面蒸鋁步驟、鋁反刻步驟、鋁合金步驟、背面噴砂步驟、背面金屬化步驟、芯片測試步驟、劃片步驟和芯片包裝步驟，所述進(jìn)行穿通擴(kuò)散步驟和光刻陰極步驟之間增加了進(jìn)行選擇基區(qū)光刻和進(jìn)行選擇型局部短基區(qū)擴(kuò)散步驟，所述進(jìn)行選擇基區(qū)光刻包括正背面勻膠，前烘溫度120°C、時(shí)間20min，在曝光機(jī)上裝上基區(qū)光刻光刻版，對準(zhǔn)后曝光，曝光后放入專用顯影液顯影，完成后放入烘箱進(jìn)行堅(jiān)膜溫度為150°C，時(shí)間為30min，烘箱取出后放入HF腐蝕液的溫度為38_42°C中腐蝕去氧化層，完成后使用硫酸去膠，所述進(jìn)行選擇型局部短基區(qū)擴(kuò)散包括正背面涂B30乳膠源，完成后推入擴(kuò)散爐中進(jìn)行預(yù)擴(kuò)散擴(kuò)散的溫度為920°C，擴(kuò)散時(shí)間為80min，擴(kuò)散濃度為Rn=30Q/□，再擴(kuò)散擴(kuò)散的溫度為1240°C，擴(kuò)散時(shí)間為40h，擴(kuò)散濃度為Rn =60 Q / 口，結(jié)深為X」=30 u m此時(shí)得到短基區(qū)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是選擇型短基區(qū)結(jié)構(gòu)，可有效的與臺面槽形成正角臺面，使得可控硅的耐壓得到提高，工藝簡單，僅增加一塊簡單的光刻版，工藝穩(wěn)定、一致性高，且形成的正角角度可根據(jù)需求調(diào)整，大大提高了可控硅的耐壓水平且成品率高，選擇型短基區(qū)擴(kuò)散的結(jié)構(gòu)通過一次局部短基區(qū)擴(kuò)散光刻版，實(shí)現(xiàn)短基區(qū)擴(kuò)散只在芯片的局部區(qū)域進(jìn)行，局部擴(kuò)散的短基區(qū)與臺面槽形成良好的臺面正角結(jié)構(gòu)，耐壓水平得到大大提高。其中雙面拋光片步驟硅單晶電阻率30-40 Q .cm,來料厚度260-270 iim，拋光后厚度 210-230 ii m ;
氧化步驟生長氧化層氧化，條件氧化溫度為T=1150°C，氧化時(shí)間為t=lh干氧+7h濕氧+2h干氧，要求氧化層厚度I. 5 ii m ;
光刻穿通步驟雙面光刻機(jī)，正背面圖形對稱曝光；
進(jìn)行穿通擴(kuò)散步驟在穿通擴(kuò)散溫度為T=1260-1275°C，穿通擴(kuò)散時(shí)間為t=150_200h，結(jié)深為Xj=120-140 u m的條件下進(jìn)行穿通擴(kuò)散。光刻陰極步驟正面使用陰極版進(jìn)行光刻，背面使用光刻膠保護(hù)；
陰極擴(kuò)散步驟用磷源進(jìn)行擴(kuò)散，預(yù)淀積、再分布條件根據(jù)產(chǎn)品而定；
光刻臺面槽步驟；
化學(xué)腐蝕臺面槽步驟用(質(zhì)量比)化學(xué)腐蝕液冰乙酸HF:HN03 =1. 5:3:10的腐蝕液進(jìn)行腐蝕，腐蝕液溫度為0°C，腐蝕槽深為60-70 u m ；
玻璃鈍化步驟GP370玻璃粉刮涂；
光刻引線孔步驟使用引線孔版進(jìn)行光刻；
正面蒸鋁步驟使用電子束蒸發(fā)臺進(jìn)行蒸鋁，鋁層厚度3. 5 y m ;
鋁反刻步驟使用鋁反刻版進(jìn)行光刻；
鋁合金步驟進(jìn)行鋁合金步驟的溫度為T=470°C，時(shí)間為t=0. 3h ；
背面噴砂步驟用W20金剛砂噴出新鮮面；
背面金屬化步驟使用高真空電子束蒸發(fā)蒸發(fā)Ti -Ni -Ag三層金屬(對應(yīng)厚度Ti 600A, Ni 3000A, Ag 6000A)；
芯片測試步驟=JUNO DTS1000分立器件測試系統(tǒng)測試各參數(shù)；
劃片步驟將硅片劃透，藍(lán)膜劃切約1/3厚度；
芯片包裝步驟。實(shí)施例2
一種提高電壓的短基區(qū)結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝，包括雙面拋光片步驟、氧化步驟、光刻穿通步驟、進(jìn)行穿通擴(kuò)散步驟、光刻陰極步驟、陰極擴(kuò)散步驟、光刻臺面槽步驟、化學(xué)腐蝕臺面槽步驟、玻璃鈍化步驟、光刻引線孔步驟、正面蒸鋁步驟、鋁反刻步驟、鋁合金步驟、背面噴砂步驟、背面金屬化步驟、芯片測試步驟、劃片步驟和芯片包裝步驟，所述進(jìn)行穿通擴(kuò)散步驟和光刻陰極步驟之間增加了進(jìn)行選擇基區(qū)光刻和進(jìn)行選擇型局部短基區(qū)擴(kuò)散步驟，所述進(jìn)行選擇基區(qū)光刻包括正背面勻膠，前烘溫度120°C、時(shí)間20min，在曝光機(jī)上裝上基區(qū)光刻光刻版，對準(zhǔn)后曝光，曝光后放入專用顯影液顯影，完成后放入烘箱進(jìn)行堅(jiān)膜溫度為150°C，時(shí)間為30min，烘箱取出后放入HF腐蝕液的溫度為40°C中腐蝕去氧化層，完成后使用硫酸去膠，所述進(jìn)行選擇型局部短基區(qū)擴(kuò)散包括正背面涂B30乳膠源，完成后推入擴(kuò)散爐中進(jìn)行預(yù)擴(kuò)散擴(kuò)散的溫度為960°C，擴(kuò)散時(shí)間為60min，擴(kuò)散濃度為Rn=40Q/□，再擴(kuò)散擴(kuò)散的溫度為1250°C，擴(kuò)散時(shí)間為30h，擴(kuò)散濃度為Rn=90Q/ □，結(jié)深為\=40iim此時(shí)得到短基區(qū)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是選擇型短基區(qū)結(jié)構(gòu)，可有效的與臺面槽形成正角臺面，使得可控硅的耐壓得到提高，工藝簡單，僅增加一塊簡單的光刻版，工藝穩(wěn)定、一致性高，且形成的正角角度可根據(jù)需求調(diào)整，大大提高了可控硅的耐壓水平且成品率高，選擇型短基區(qū)擴(kuò)散的 結(jié)構(gòu)通過一次局部短基區(qū)擴(kuò)散光刻版，實(shí)現(xiàn)短基區(qū)擴(kuò)散只在芯片的局部區(qū)域進(jìn)行，局部擴(kuò)散的短基區(qū)與臺面槽形成良好的臺面正角結(jié)構(gòu)，耐壓水平得到大大提高。其中雙面拋光片步驟硅單晶電阻率30-40 Q cm，來料厚度260-270 iim，拋光后厚度 210-230 ii m ;
氧化步驟生長氧化層氧化，條件氧化溫度為T=1150°C，氧化時(shí)間為t=lh干氧+7h濕氧+2h干氧，要求氧化層厚度I. 5 ii m ;
光刻穿通步驟雙面光刻機(jī)，正背面圖形對稱曝光；
進(jìn)行穿通擴(kuò)散步驟在穿通擴(kuò)散溫度為T=1260-1275°C，穿通擴(kuò)散時(shí)間為t=150_200h，結(jié)深為Xj=120-140 u m的條件下進(jìn)行穿通擴(kuò)散。光刻陰極步驟正面使用陰極版進(jìn)行光刻，背面使用光刻膠保護(hù)；
陰極擴(kuò)散步驟用磷源進(jìn)行擴(kuò)散，預(yù)淀積、再分布條件根據(jù)產(chǎn)品而定；
光刻臺面槽步驟；
化學(xué)腐蝕臺面槽步驟用(質(zhì)量比)化學(xué)腐蝕液冰乙酸HF:HN03 =1. 5:3:10的腐蝕液進(jìn)行腐蝕，腐蝕液溫度為0°C，腐蝕槽深為60-70 u m ；
玻璃鈍化步驟GP370玻璃粉刮涂；
光刻引線孔步驟使用引線孔版進(jìn)行光刻；
正面蒸鋁步驟使用電子束蒸發(fā)臺進(jìn)行蒸鋁，鋁層厚度3. 5 y m ;
鋁反刻步驟使用鋁反刻版進(jìn)行光刻；
鋁合金步驟進(jìn)行鋁合金步驟的溫度為T=470°C，時(shí)間為t=0. 3h ；
背面噴砂步驟用W20金剛砂噴出新鮮面；
背面金屬化步驟使用高真空電子束蒸發(fā)蒸發(fā)Ti -Ni -Ag三層金屬(對應(yīng)厚度Ti 600A, Ni 3000A, Ag 6000A)；
芯片測試步驟=JUNO DTS1000分立器件測試系統(tǒng)測試各參數(shù)；
劃片步驟將硅片劃透，藍(lán)膜劃切約1/3厚度；
芯片包裝步驟。實(shí)施例3一種提高電壓的短基區(qū)結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝，包括雙面拋光片步驟、氧化步驟、光刻穿通步驟、進(jìn)行穿通擴(kuò)散步驟、光刻陰極步驟、陰極擴(kuò)散步驟、光刻臺面槽步驟、化學(xué)腐蝕臺面槽步驟、玻璃鈍化步驟、光刻引線孔步驟、正面蒸鋁步驟、鋁反刻步驟、鋁合金步驟、背面噴砂步驟、背面金屬化步驟、芯片測試步驟、劃片步驟和芯片包裝步驟，所述進(jìn)行穿通擴(kuò)散步驟和光刻陰極步驟之間增加了進(jìn)行選擇基區(qū)光刻和進(jìn)行選擇型局部短基區(qū)擴(kuò)散步驟，所述進(jìn)行選擇基區(qū)光刻包括正背面勻膠，前烘溫度120°C、時(shí)間20min，在曝光機(jī)上裝上基區(qū)光刻光刻版，對準(zhǔn)后曝光，曝光后放入專用顯影液顯影，完成后放入烘箱進(jìn)行堅(jiān)膜溫度為150°C，時(shí)間為30min，烘箱取出后放入HF腐蝕液的溫度為42°C中腐蝕去氧化層，完成后使用硫酸去膠，所述進(jìn)行選擇型局部短基區(qū)擴(kuò)散包括正背面涂B30乳膠源，完成后推入擴(kuò)散爐中進(jìn)行預(yù)擴(kuò)散擴(kuò)散的溫度為980°C，擴(kuò)散時(shí)間為40min，擴(kuò)散濃度為Rn=50Q/□，再擴(kuò)散擴(kuò)散的溫度為1260°C，擴(kuò)散時(shí)間為20h，擴(kuò)散濃度為Rn =130 Q / □，結(jié)深為X」=45 y m此時(shí)得到短基區(qū)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是選擇型短基區(qū)結(jié)構(gòu)，可有效的與臺面槽形成正角臺面，使得可控硅的耐壓得到提高，工藝簡單，僅增加一塊簡單的光刻版，工藝穩(wěn)定、一致性高，且形成的正角角度可根據(jù)需求調(diào)整，大大提高了可控硅的耐壓水平且成品率高，選擇型短基區(qū)擴(kuò)散的 結(jié)構(gòu)通過一次局部短基區(qū)擴(kuò)散光刻版，實(shí)現(xiàn)短基區(qū)擴(kuò)散只在芯片的局部區(qū)域進(jìn)行，局部擴(kuò)散的短基區(qū)與臺面槽形成良好的臺面正角結(jié)構(gòu)，耐壓水平得到大大提高。其中雙面拋光片步驟硅單晶電阻率30-40 Q cm，來料厚度260-270 iim，拋光后厚度 210-230 ii m ;
氧化步驟生長氧化層氧化，條件氧化溫度為T=1150°C，氧化時(shí)間為t=lh干氧+7h濕氧+2h干氧，要求氧化層厚度I. 5 ii m ;
光刻穿通步驟雙面光刻機(jī)，正背面圖形對稱曝光；
進(jìn)行穿通擴(kuò)散步驟在穿通擴(kuò)散溫度為T=1260-1275°C，穿通擴(kuò)散時(shí)間為t=150_200h，結(jié)深為Xj=120-140 u m的條件下進(jìn)行穿通擴(kuò)散。光刻陰極步驟正面使用陰極版進(jìn)行光刻，背面使用光刻膠保護(hù)；
陰極擴(kuò)散步驟用磷源進(jìn)行擴(kuò)散，預(yù)淀積、再分布條件根據(jù)產(chǎn)品而定；
光刻臺面槽步驟；
化學(xué)腐蝕臺面槽步驟用(質(zhì)量比)化學(xué)腐蝕液冰乙酸HF:HN03 =1. 5:3:10的腐蝕液進(jìn)行腐蝕，腐蝕液溫度為0°C，腐蝕槽深為60-70 u m ；
玻璃鈍化步驟GP370玻璃粉刮涂；
光刻引線孔步驟使用引線孔版進(jìn)行光刻；
正面蒸鋁步驟使用電子束蒸發(fā)臺進(jìn)行蒸鋁，鋁層厚度3. 5 y m ;
鋁反刻步驟使用鋁反刻版進(jìn)行光刻；
鋁合金步驟進(jìn)行鋁合金步驟的溫度為T=470°C，時(shí)間為t=0. 3h ；
背面噴砂步驟用W20金剛砂噴出新鮮面；
背面金屬化步驟使用高真空電子束蒸發(fā)蒸發(fā)Ti -Ni -Ag三層金屬(對應(yīng)厚度Ti 600A, Ni 3000A, Ag 6000A)；
芯片測試步驟=JUNO DTS1000分立器件測試系統(tǒng)測試各參數(shù)；
劃片步驟將硅片劃透，藍(lán)膜劃切約1/3厚度；芯片包 裝步驟。
權(quán)利要求
1. 一種提高電壓的短基區(qū)結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝，包括雙面拋光片步驟、氧化步驟、光刻穿通步驟、進(jìn)行穿通擴(kuò)散步驟、光刻陰極步驟、陰極擴(kuò)散步驟、光刻臺面槽步驟、化學(xué)腐蝕臺面槽步驟、玻璃鈍化步驟、光刻引線孔步驟、正面蒸鋁步驟、鋁反刻步驟、鋁合金步驟、背面噴砂步驟、背面金屬化步驟、芯片測試步驟、劃片步驟和芯片包裝步驟，其特征在于所述進(jìn)行穿通擴(kuò)散步驟和光刻陰極步驟之間增加了進(jìn)行選擇基區(qū)光刻和進(jìn)行選擇型局部短基區(qū)擴(kuò)散步驟，所述進(jìn)行選擇基區(qū)光刻包括正背面勻膠，前烘溫度120°C、時(shí)間20min，在曝光機(jī)上裝上基區(qū)光刻光刻版，對準(zhǔn)后曝光，曝光后放入專用顯影液顯影，完成后放入烘箱進(jìn)行堅(jiān)膜溫度為150°C，時(shí)間為30min，烘箱取出后放入HF腐蝕液的溫度為38_42°C中腐蝕去氧化層，完成后使用硫酸去膠，所述進(jìn)行選擇型局部短基區(qū)擴(kuò)散包括正背面涂B30乳膠源，完成后推入擴(kuò)散爐中進(jìn)行預(yù)擴(kuò)散擴(kuò)散的溫度為920-980°C，擴(kuò)散時(shí)間為40-80min，擴(kuò)散濃度為Rn =30-50 Q/ □，再擴(kuò)散擴(kuò)散的溫度為1240-1260°C，擴(kuò)散時(shí)間為20_40h，擴(kuò)散濃度為Rn=60-130Q/ □，結(jié)深為Xj=30-45iim此時(shí)得到短基區(qū)結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高電壓的短基區(qū)結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝，包括雙面拋光片步驟、氧化步驟、光刻穿通步驟、進(jìn)行穿通擴(kuò)散步驟、光刻陰極步驟、陰極擴(kuò)散步驟、光刻臺面槽步驟、化學(xué)腐蝕臺面槽步驟、玻璃鈍化步驟、光刻引線孔步驟、正面蒸鋁步驟、鋁反刻步驟、鋁合金步驟、背面噴砂步驟、背面金屬化步驟、芯片測試步驟、劃片步驟和芯片包裝步驟，其特征在于所述進(jìn)行穿通擴(kuò)散步驟和光刻陰極步驟之間增加了進(jìn)行選擇基區(qū)光刻和進(jìn)行選擇型局部短基區(qū)擴(kuò)散步驟。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可控硅的耐壓得到提高，工藝簡單，工藝穩(wěn)定、一致性高，大大提高了可控硅的耐壓水平且成品率高，局部擴(kuò)散的短基區(qū)與臺面槽形成良好的臺面正角結(jié)構(gòu)。
文檔編號H01L21/332GK102789980SQ201210248840
公開日2012年11月21日 申請日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者周建, 朱法揚(yáng), 耿開遠(yuǎn) 申請人:啟東吉萊電子有限公司