[发明专利]一种P型杂质扩散结屏蔽栅硅二极管的制造方法

说明书

本发明公开了一种P型杂质扩散结屏蔽栅硅二极管及其制造方法。该方法首先在N‑型(110)晶面硅单晶片的正面掩膜胶上划切网格形式的腐蚀槽窗口，用硅各向异性择优腐蚀液对硅片正面的窗口进行化学腐蚀，获得直角凹槽；然后在硅扩散片的正、反面分别扩散入P+型和N+型半导体杂质，得到P+N‑N+型硅扩散片；最后对P+N‑N+型硅扩散片进行喷砂、镀镍、锯切、焊接、台面钝化、压模成型，封装成硅二极管。本发明利用静电屏蔽效应显著改善器件反向击穿电压特性，产品性价比高，产生显著经济效益。

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造，尤其涉及一种P型杂质扩散结屏蔽栅硅二极管的制造方法。

背景技术

众所周知，硅二极管是最重要的电子基础元器件之一，在电子电路应用中，硅二极管最重要的电性能参数分别是PN结的反向击穿电压V_B、器件正向压降V_F和输出工作电流I₀。其中反向击穿电压V_B和器件正向压降V_F都与制造器件的原材料硅单晶的电阻率以及硅本征层厚度直接相关。所选用的硅单晶电阻率越高、选用的硅本征层厚度越厚，其二极管PN结的反向击穿电压V_B越高，但是与之同时器件的正向压降V_F越大。有关的电子电路要求硅二极管既能承受高反向工作耐压，同时又具有尽可能低的器件正向压降V_F，二者之间存在着尖锐矛盾。因此，如何解决硅二极管的向击穿电压和正向压降之间存在的矛盾，全面提高器件的性能指标，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中硅二极管的向击穿电压和正向压降之间存在矛盾从而限制了器件性能的缺陷，并提供一种P型杂质扩散结屏蔽栅硅二极管的制造方法。

为了实现上述发明目的，本发明具体采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种P型杂质扩散结屏蔽栅硅二极管的制造方法，其包括：

S1、在N-型(110)晶面硅单晶片的正、反两表面分别涂覆一层掩膜胶；

S2、在S1得到的硅单晶片正面的掩膜胶上，分别沿平行(111)晶向以及垂直(111)晶向两个方向等间距开设腐蚀槽窗口，且腐蚀槽窗口底部贯通至晶片表面，硅单晶片正面的所有腐蚀槽窗口在平面上呈网格状交叉，将整个硅单晶片表面分割成一系列正方形块；

S3、利用硅各向异性择优腐蚀液对S2得到的硅单晶片正面进行化学腐蚀，每一条腐蚀槽窗口底部的硅单晶片在硅各向异性择优腐蚀液的腐蚀下形成截面为矩形的直角凹槽；

S4、在S3得到的硅单晶片的正面扩散P⁺型半导体杂质硼，反面扩散N⁺型半导体杂质磷，得到硅扩散片；

S5、对S4得到的硅扩散片的正面和反面进行表面喷砂和镀镍，然后沿所述直角凹槽对S4得到的硅扩散片进行切割，形成包含一个或多个所述正方形块区域的镀镍硅芯单元，将镀镍硅芯单元进行封装形成硅二极管。

作为上述第一方面的优选，所述掩膜胶为耐碱掩膜胶。所谓耐碱掩膜胶是指能够耐受前述硅各向异性择优腐蚀液并保护所覆盖的硅单晶片表面不被腐蚀的掩膜胶，其具体型号不限。

作为上述第一方面的优选，所述S2中，开设的腐蚀槽窗口深度大于硅单晶片的正面掩膜胶层厚度，使得每一条腐蚀槽窗口在硅单晶片的正面形成4～6um深的浅槽。

作为上述第一方面的优选，所述S3中，硅各向异性择优腐蚀液以重量比计的组成为KOH：H₂O＝1：5。

作为上述第一方面的优选，所述S3中，化学腐蚀的温度为90～95℃，时间为14～16分钟。

作为上述第一方面的优选，所述S3中，所述直角凹槽的深度为28～32um。