[发明专利]以气相掺杂区熔硅片制造高频高压二极管的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体二极管的制造，具体地说是一种以气相掺杂区熔硅片 制造高频高压二极管的方法。

背景技术

经检索有关专利文献，目前尚未检索到与本发明相同的以气相掺杂区熔 硅片制造高频高压二极管的方法。长期以来，均使用中子辐照区熔硅单晶 (NTD)制造各种规格的高频、超高频高压二极管，这也是国际上同类产品 所共同使用的硅单晶材料品种。NTD硅片虽然从特性上讲，可以满足高频二 极管的制造要求，能在一定范围内适应超高频高压二极管的制造要求，但NTD 片本身的制造工艺存在明显的缺点，主要有：(1)生产周期长。中子照射后 的硅单晶必须放置一段时间，使照射后硅单晶中产生的杂质元素衰减至半衰 期后才能再加工，避免对人体产生辐射影响；(2)生产成本和能源消耗高。 每公斤硅单晶的中子辐照费用高，且一个中子反应堆消耗的能源相当可观； (3)中子辐照掺杂低电阻率的硅单晶非常困难，一般掺杂下限为30Ω.cm， 超出此下限中子辐照掺杂极其困难，且成本大幅度上升，从而严重制约超高 频高压二极管的发展；(4)区熔硅单晶的产量受中子照射资源和安全控制的 限制，不能满足市场需求。尤其是国家狠抓安全生产，更限制了NTD硅片的 产量。因此，选择新型的硅材料替代NTD已是刻不容缓。

发明内容

本发明的目的是要提供一种以气相掺杂区熔硅片(FGD)为材料，取代 中子辐照区熔硅单晶(NTD)，制造高频高压二极管的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

以气相掺杂区熔硅片制造高频高压二极管的方法，它包括以下步骤：

(1)将气相掺杂区熔硅片进行全数测试，硅片R/2点电阻率ρ₁为：28Ω. cm≤ρ₁≤42Ω.cm；

(2)将步骤(1)所测合格的硅片组成扩散批，扩散批硅片R/2点平均电阻率 ρ_R/2为：30Ω.cm≤ρ_R/2≤40Ω.cm；

(3)将步骤(2)组成的扩散批进行清洗处理，去除表面杂质；

(4)将步骤(3)清洗过的扩散批硅片进行全自动二次涂覆处理，一面涂覆磷 源，另一面涂覆硼源，涂覆源量为：0.1ml～0.15ml；

(5)将步骤(4)的硅片送入高温扩散炉进行PN扩散，温度t₁为：1285℃≤t₁≤1290℃，温控时间h₁为：26小时≤h₁≤30小时；

(6)对步骤(5)的硅片进行评价测试，结深Xj为：75μm≤Xj≤85μm，方块 电阻ρ₂为：ρ₂≤0.1Ω.cm；

(7)对步骤(6)的合格品进行PT扩散，扩散温度t₂为：845℃≤t₂≤855℃， 扩散时间h₂为：0.4小时≤h₂≤0.6小时，恒温后降至650℃退火1小时；

(8)对步骤(7)所得的半成品进行评价测试，反向恢复时间T_rr为：0.03μs ≤T_rr≤0.085μs；

(9)对步骤(8)的合格品进行喷砂处理，喷砂深度L₁为：3μm≤L₁≤5μm；

(10)对步骤(9)的合格品进行脱脂及一次镀镍处理，镀镍厚度δ₁为：0.8μ m≤δ₁≤1μm；

(11)对步骤(10)的合格品进行烧结二次镀镍处理，650℃烧结1小时，二次 镀镍厚度δ₂为：0.2μm≤δ₂≤0.3μm；

(12)对步骤(11)的产品进行化学镀金，镀金厚度δ₃为：0.1μm≤δ₃≤0.2 μm；

(13)将步骤(12)所得的半成品按耐压等级分别进行积层，组成硅片-焊片 组，硅片数量按耐压等级而定；

(14)将步骤(13)组成的硅片-焊片组送入高频合金炉进行高频加热处理，加 热温度t₃为：280℃≤t₃≤290℃，加热时间h₃为：8≤h₃≤12分钟；