[发明专利]低压超大电流整流管制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低压超大电流整流管制造方法，尤其涉及18000A/200～400V的整流管，属于半导体器件制造技术领域。

背景技术

目前国际国内整流管最大电流在16000A以内。但是，随着汽车、轮船、飞机、高铁等行业的大发展，对电阻焊机次级电流提出了超大电流的要求，这就要求焊机中的重要元器件——整流管必须向着更大电流密度发展，由于制造方法的限制，之前采用几个整流管并联，这种通过并联来满足超大电流的需要无疑直接增加了使用成本和体积。

目前国际国内整流管最大电流在16000A以内。但是，随着汽车、轮船、飞机、高铁等行业的大发展，对电阻焊机次级电流提出了超大电流的要求，这就要求焊机中的重要元器件——整流管必须向着更大电流密度发展，由于现有大电流整流管制造方法的限制，最大电流只能在16000A以内，为满足上述设备对整流的要求，只有通过采用几个整流管并联来达到技术要求，这种通过并联来满足超大电流的需要无疑直接增加了使用成本和设备的体积。

发明内容

本发明的目的针对现有通过并联来满足超大电流需要存在的上述不足，提供一种低压超大电流整流管制造方法，解决现有多管整流并联均流的矛盾。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的，一种低压超大电流整流管制造方法，包括扩散、减薄、割圆、烧结、蒸发、台面造型、台面钝化、测试、冷压焊封装、测试工序，其特征是，采用NN+外延片作为加工材料进行P型扩散；基区经微机编程方法设计使耐压与压降取得最佳折中，提高单位面积电流密度。

所述NN+外延片高阻层电阻率ρｎ为10～１5Ω－ｃｍ、直径为73～７6ｍｍ、高阻层厚度50～60μm。

所述P型扩散在１２５０℃±2℃范围内进行。

所述P型扩散的扩散区表面浓区表面浓度10²¹/cm²，结深Ｘ_［ｊＰ］为2８～3２μｍ，基区残余少子寿命τｐ为９～１３μＳ。

所述烧结采用纳米银真空烧结，纳米银真空烧结是将硅片阳极面与涂敷有纳米银浆凹槽面的钼片按设计厚度依次放入模具中，将模具放入真空烘箱中，随烘箱从室温升至220-280℃，保温2-3小时，随烘箱自然降温至室温。

所述蒸发采用电子束蒸发台使阴极铝层厚度为20～30微米。

所述台面终端钝化使用聚酰亚胺，将KJR651E型聚酰亚胺均匀地涂敷在清洁的芯片台面上，然后在真空烘箱中按第一步实际温度150℃±10℃，时间1.5h，第二步实际温度220±10℃，时间5h进行固化。

本发明通过采用NN+外延片作为加工材料进行P型扩散，由于NN+外延片作为加工材料形成PN结平缓，高阻层可精确控制，体电阻小，压降低，承受浪涌冲击电流大，从而提高解决薄片加工易碎片的难题，提高产品的等级合格率，同时还可提高产品的可靠性；基区设计时将相关数据填入对应的公式，使所取得的耐压与压降找到最佳平衡点，将此过程编成程序通过电脑可以迅速找到最佳点，提高了单位面积电流密度，本发明可使18000A/200～400V的整流管峰值通态压降在12000A条件下可小于1.08V，反向阻断电压在200～400V，本发明电流密度更大、电流容量更强、可靠性更高，性能优越、使用成本更低，填补国际空白。

具体实施方式

结合实施例进一步说明本发明，本发明所述方法包括扩散、减薄、割圆、烧结、蒸发、台面造型、台面钝化、测试、冷压焊封装、测试工序。

首先选择NN+外延片作为加工材料，进行P型扩散；采用微机编程方法设计基区，使耐压与压降取得最佳折中，提高单位面积电流密度；采用电阻率ρｎ为10～15Ω－ｃｍ、直径为７3ｍｍ、高阻层厚度50～60μm的NN+外延片；在１２５０℃±2℃范围内进行一次扩散；扩散区表面浓区表面浓度10²¹/cm²，结深Ｘ_［ｊＰ］为2８～3２μｍ，基区残余少子寿命τｐ为９～１３μＳ；采用纳米银真空烧结，纳米银真空烧结是将硅片阳极面与涂敷有纳米银浆凹槽面的钼片按设计厚度依次放入模具中，将模具放入真空烘箱中，随烘箱从室温升至220-280℃，保温2-3小时，随烘箱自然降温至室温，确保阳极和钼片的烧结质量。采用电子束蒸发台，根据阴极铝层厚度与热疲劳关系，使阴极铝层厚度为20～30微米，台面终端钝化使用聚酰亚胺，将KJR651E型聚酰亚胺均匀地涂敷在清洁的芯片台面上，然后在真空烘箱中按第一步实际温度150℃±10℃，时间1.5h，第二步实际温度220±10℃，时间5h进行固化。