[发明专利]一种整流二极管的制作方法

说明书

技术领域

本发明属于二极管生产工艺领域，具体涉及一种整流二极管的制作方法。

背景技术

目前，国内在整流二极管工艺生产过程中，采用“N”型单晶硅为原料制备PN结，常用方法有两种，即纸源+独立铂扩散方法和用三氯氧磷、三氧化二硼扩散方法。用纸源+独立铂扩散方法制造的器件存在通态压降大的不足，扩散时产生气体会对环境产生污染；而用三氯氧磷和三氧化二硼扩散，作为杂质源制造出的器件浓度分布均匀，反型严重，导致发生阴极和阳极同极现象。如果需要缩短反向恢复时间需要电子辐照或扩铂，这两种方法都是均匀地降低少子寿命，而不能实现少子寿命的优化分布。

发明内容

本发明的目的在于提供一种整流二极管的制作方法，克服现有技术的不足，充分改善二极管性能，提高亚密度整流二极管的阻断伏安特性、正向导通电流容量、反向恢复特性、温度特性及反向过电流能力。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种整流二极管的制作方法，包括硅片超砂、硅片清洗、清洗石英架和石英砣、扩散、检测、扩散源制作步骤，采用磷、硼、铂液态源一次全扩散工艺，通过磷硅玻璃吸收实现少子寿命的优化分布，其具体操作步骤如下：

1）硅片超砂

将硅片摆在高温四氟架上，放入清洗液中，清洗液的配比是，电子清洗液：去离子水=2.7ml：1000ml，超声清洗30～40分钟，再用60℃～70℃去离子水冲洗，用高纯去离子水超120～150分钟，每30～35分钟更换一次高纯去离子水，然后，用冷热去离子水交替冲洗四遍；

2）硅片清洗

将超砂完的硅片放入1#液中，1#液的配比按体积比是，氨水：过氧化氢：高纯去离子水=1：2：5，在加热器上煮10～15分钟，然后，用高纯去离子水冲洗10～15 遍，再换上新1#液重复煮一遍，最后用冷热高纯去离子水交替冲洗20～25遍；2#液的配比按体积比是，盐酸：过氧化氢：高纯去离子水=1：2：7.在加热器上煮10～15分钟，然后，用高纯去离子水冲洗10～12遍，再换上新2#液重复煮一遍，用冷热高纯去离子水交替各冲洗20遍，最后将清洗干净的硅片放入140～145℃烘箱中烘4～4.5小时；

3）清洗石英架、石英砣

将石英架、石英砣放入体积比为H₂O：HF=5：1的氢氟酸溶液中浸泡30～35分钟，然后，取出用冷热高纯去离子水冲洗各20～25遍，放入 140～145℃烘箱中烘2～2.5小时；

4）磷、硼、铂液态源一次全扩散

采用开管扩散，扩散炉温度为1250±1℃,扩散时间为12～15小时，放入磷源、硼源和铂， P型区要求R□P=1.1～1.3 R□/ ?，XjP=90±3μm，扩散时间到后关闭扩散炉电源，自然降温至室温，取出石英架；

5）检测

在伏安特性电压测试台测试全扩散后的硅单晶片，其阻断电压2100V时硼面浓度为R□P=1.1～1.3 R□/ ?，XjP=90±3μm，磷面浓度为R□N=0.6～0.7 R□/ ?，XjN= 28+2μm。

所述磷源、硼源的制作步骤如下：

①磷源制作

取三氯氧磷、无水乙醇配制磷源溶液，三氯氧磷：无水乙醇=10mL：550mL，然后用超声波把磷源溶液均匀超声6.5～7h备用；

②硼源制作

取三氧化二硼、硝酸铝、铂微粉和无水乙醇配制硼源溶液，三氧化二硼：硝酸铝：铂微粉：无水乙醇=28g：21g：0.35g：500mL，然后用超声波把硼源溶液均匀超声14～20h备用。

所述铂微粉粒度为0.1～0.5μm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1）提高了硅片表面浓度的均匀性，制造出的二极管芯片通态压降小，通流能力增强，有效地解决了常规工艺制造二极管一次扩散时间过长的不理想状况，对于不同等级的参数性能的芯片，均会满足不同的使用需求，达到智适应性、亚电流密度的效果，比纸源+独立铂扩散工艺缩短20-22h，工艺参数一致性好。