[发明专利]一种衬底扩散片的制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件基材技术领域，尤其涉及一种衬底扩散片的制造工艺。

背景技术

传统衬底扩散片的制作工艺过程是：选择片厚在525微米左右，N型杂质，电阻率在10欧姆·厘米～60欧姆·厘米范围(具体电阻率范围可根据所需制造成产品的电压来进行选择)的单晶圆片作为基材。采用双面扩磷的工艺，结深在200微米左右，再采用减薄工艺，将一面N+层磨去，N-层所留厚度根据所需制造产品的电压来进行选择，为了满足制作产品的要求，在减薄后须采用化学抛光或机械抛光的方法将N-面抛成镜面。由于机械抛光的成本较高，在批量生产过程中通常采用的是化学抛光。最终制作好的三扩片N-层厚40微米～80微米，而N+层厚为200微米，但是现有的制作工艺存在以下问题：(1)对于基材单晶片的浪费较大，原料片厚在525微米，最终制备完成的片厚在240微米～280微米，基材损耗接近50％；(2)由于减薄去除量较大，对水、电、减薄机磨头的消耗也较高，同时减薄污水排放量也较大；(3)减薄后采用的化学抛光工艺，由于工艺自身的缺陷，化学抛光完成后，硅片厚度均匀性会下降(N-层的厚度均匀性会下降)，这样的三重扩片所制造出产品的电压均匀性、饱和压降均匀性都会有不同层度的下降，导致产品的市场竞争力下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种衬底扩散片的制造工艺，解决了现有技术中基材损耗大、硅片厚度均匀性差的技术问题。

一种衬底扩散片的制造工艺，是采用单面扩磷工艺来制造，包括以下步骤：

S1：选取单晶片，给每个单晶片刻上号码，为后面工艺步骤的追溯性提供条件；

S2：将刻号后的单晶片放置氢、氧气环境中进行衬底氧化；

S3：在单晶片的非刻号面上进行匀胶、前烘和坚膜；

S4：将单晶片放置于纯氢氟酸溶液中，去除单晶片刻号面的氧化层；

S5：将单晶片从纯氢氟酸溶液中取出，去除单晶片非刻号面的光刻胶，经过清洁处理后进行衬底磷预散；

S6：将完成衬底磷预散的单晶片进行衬底第二次氧化；

S7：将单晶片进行衬底第二次磷扩散；

S8：将单晶片放置于纯氢氟酸溶液中进行漂光；

S9：将漂光后单晶片的高阻面进行减薄和抛光，最后得到所需产品。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步地，所述步骤S1中单晶片的厚度为300微米-350微米。

进一步地，所述步骤S2中的氧化时间为15h-24h，氧化的温度为1200℃-1250℃，氧化层的厚度不小于3微米。

进一步地，所述步骤S5中衬底磷预散的温度是1180℃，时间为200min。

进一步地，所述步骤S6中氧化的条件是温度为1150℃，氧化时间为8h-12h。

进一步地，所述步骤S7中衬底第二次磷扩散的工艺温度为1280℃，时间180h-250h，通入的气体流量为氮气：4L/min，氧气：4L/min。

进一步地，所述步骤S9中所述磨头为6000目以上。

本发明的有益效果：

本发明为一种衬底扩散片制作工艺，选用的单晶片厚度较现有技术的薄，这样减少基材的损耗，同时本发明采用的是单面扩磷工艺，这样减少基材用量，减少能耗及排污，提升产品电参数的均匀性；本发明在减薄后硅片表面接近镜面，省去化学抛光或机械抛光工艺；本发明制得的产品的电压、饱和压降的均匀性都有较大程度的提高，而且生产过程中水、电、磨头损耗及减薄污水的排放都有明显降低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例所述的一种衬底扩散片制作工艺的流程工艺图；

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种衬底扩散片的制造工艺，是采用单面扩磷工艺来制造，包括以下步骤：

S1：选取单晶片，给每个单晶片刻上号码，为后面工艺步骤的追溯性提供条件；