[发明专利]一种快恢复二极管芯片的制造方法

权利要求书

1.一种快恢复二极管芯片的制备方法，依次包括以下步骤：衬底准备、氧化、P-区光刻、一次硼离子注入及推结、P+区光刻、二次硼离子注入及推结、表面钝化、接触孔光刻、重金属掺杂、正面金属层沉积、正面铝层光刻、铝合金、背面沟槽刻蚀、背面磷注入、激光退火、背面金属化，背面沟槽区光刻的步骤为：采用背面沟槽区光刻版，在晶圆的下表面形成沟槽区窗口，同时在晶圆的正面涂胶保护；

晶圆的正面涂胶采用以下涂胶装置，涂胶装置包括清洗腔（29）、涂覆腔（9）、进料输送辊（10）、出料输送辊（11）；

清洗腔（29）位于涂覆腔（9）的底部，并与涂覆腔（9）连通，在清洗腔（29）的内腔底部设置有进料输送辊（10），涂覆腔（9）的顶面对应设置有出料输送辊（11）；

该涂覆腔（9）包括热风管（19）、涂胶辊（20）、热风板（22）以及循环机构，热风管（19）、涂胶辊（20）和热风板（22）分别位于涂覆腔（9）的底部、中部和顶部，热风管（19）和涂胶辊（20）通过连接板（21）进行连接，连接板（21）与第一气缸（12）的输出端连接，第一气缸（12）安装在涂覆腔（9）的外壁中部，热风板（22）安装在涂覆腔（9）的顶面内壁上；

循环机构包括传送链条（15）、支撑轴（17），传送链条（15）对称设置在涂覆腔（9）内，且传送链条（15）沿着竖直方向设置，在传送链条（15）上等间距设置有多个支撑轴（17）；

安装座（18）包括吸盘（16）、连接轴（23）、支杆（24）、连接杆（25）、连接套（26）、定位套（27），连接轴（23）的两端分别设置有连接杆（25），连接杆（25）远离连接轴（23）的一侧设置有连接套（26），连接套（26）与支撑轴（17）相适配，能够套在支撑轴（17）上进行限位移动，连接轴（23）的中部通过支杆（24）与吸盘（16）进行连接；通过吸盘（16）对晶圆进行固定，通过由连接轴（23）和连接杆（25）主要组成的底座是与支撑轴（17）相配套的，方便将装有晶圆的安装座（18），从进料输送辊（10）、出料输送辊（11）与循环机构的支撑轴（17）进行转移；

在涂覆腔（9）的顶部设置有挤出机构，挤出机构包括第二气缸（14）、挤出套（28），第二气缸（14）安装在涂覆腔（9）的上方外壁，第二气缸（14）的输出端与挤出套（28）连接，挤出套（28）与安装座（18）的连接轴（23）相适配；

工作时，晶圆沿着进料输送辊（10）到达清洗腔（29）内进行清洗，清洗完成后，经过输送进入到涂覆腔（9）内进行先干燥、后涂覆、再干燥的处理后，将涂胶好的晶圆推送到出料输送辊（11）上；

其中，当装有晶圆的安装座（18）循序地向涂覆腔（9）内进行上料时，首先第一气缸（12）带动连接板（21）向晶圆方向移动，使得连接在一起的热风管（19）和涂胶辊（20）作用在晶圆上，热风管（19）吹出热风，对清洗后的晶圆进行干燥；当工作完成后，干燥后的晶圆通过传送链条（15）传送到中部涂胶工位上，涂胶辊（20）对干燥后的晶圆进行正面涂胶，涂胶后的晶圆通过传送链条（15）传送到顶部干燥工位上，顶部的热风板（22）吹出热风，对涂胶后的晶圆进行再次干燥；

背面沟槽刻蚀的步骤为：利用化学腐蚀的方法在沟槽区腐蚀硅，形成沟槽，沟槽深度d为80-160μm，沟槽内侧离晶圆外围宽度W为2-10mm，腐蚀液配比为硝酸：氢氟酸：冰乙酸=10:3:1.5，沟槽刻蚀后去除表面的保护光刻胶；

该制备方法得到的快恢复二极管芯片，包括N型单晶衬底（1），位于N型单晶衬底（1）内的P型低掺杂区（2），位于N型单晶衬底（1）内的P型高掺杂区（3），位于N型单晶衬底（1）上表面的钝化层（5），以及位于N型单晶衬底（1）上表面的第一金属层（6）；其特征在于，N型单晶衬底（1）的下表面设置有沟槽（8），N型单晶衬底（1）位于沟槽（8）的侧面设置有N型高掺杂区（4），以及在N型高掺杂区（4）的下侧设置有第二金属层（7）。

2.根据权利要求1所述的一种快恢复二极管芯片的制备方法,其特征在于，衬底材料为：N型硅单晶片，电阻率ρ：5-30Ω·cm、片厚T：220-280μm，单面抛光。