專利名稱：一種汽車模組中反向gpp高壓二極管芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及汽車模組中對稱高壓二極管的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種汽車模組中反向GPP高壓二極管芯片。
背景技術(shù)：
應(yīng)用于汽車控制器件上起整流保護(hù)作用的模組，通常由方向相反的兩個(gè)二極管連接組成，電路圖如圖4所示。目前半導(dǎo)體行業(yè)內(nèi)的汽車用模組一般由軸向的兩個(gè)二極管組成，軸向的二極管存在弊病:臺(tái)面通常采用酸腐工藝形成，這種工藝會(huì)造成二極管漏電流大；并且后續(xù)組裝復(fù)雜，過程中容易產(chǎn)生沾污，造成性能變差。GPP 二極管具有漏電小，后續(xù)組裝簡單，對性能影響小的特點(diǎn)，于是行業(yè)內(nèi)希望使用GPP 二極管代替軸向二極管制作模組，但是由GPP 二極管組成的對管，需要方向相反焊接在框架上，如圖5所示，這樣連接會(huì)造成反向二極管的玻璃鈍化保護(hù)被損傷，影響性能，同時(shí)焊接面積減小，會(huì)造成散熱不良。一般行業(yè)內(nèi)會(huì)有人想到使用P型襯底片制作模組中反向GPP 二極管，但是制作高電壓的反向GPP 二極管，需要電阻率很高的P型襯底片，但是P型高電阻率襯底片制作工藝復(fù)雜，難度大，成本太高，市場上很難采購。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種汽車模組中反向GPP高壓二極管芯片。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種汽車模組中反向GPP高壓二極管芯片的生產(chǎn)工藝，其特征在于，具有如下步驟:a.氧化前處理:分別利用電子清洗劑、去離子水對硅片表面進(jìn)行化學(xué)處理，得到原始硅片；b.氧化:將原始硅片在1100 1200°C的氧化爐中長一層氧化層做掩膜，阻擋硼擴(kuò)散源進(jìn)入N+面、開溝槽；c.光刻:對氧化后的硅片進(jìn)行涂膠、曝光、顯影工序，形成臺(tái)面圖形；d.去除單面氧化層:利用硅刻蝕液、去離子水去除硅片單面氧化層；e.擴(kuò)散前處理:通過電子清洗劑、去離子水超聲溢水對去氧化層后的硅片進(jìn)行化學(xué)處理；f.硼擴(kuò)散預(yù)沉積:采用在硅片無氧化層面涂覆液態(tài)硼液，將涂源后的硅片放入1100 1150°C的擴(kuò)散爐中進(jìn)行硼源預(yù)沉積；g.硼擴(kuò)散:對預(yù)沉積后的硅片在1200 1250°C的擴(kuò)散爐進(jìn)行擴(kuò)散深結(jié)推進(jìn)，形成深的P+層；h.磷源/硼源一次全 擴(kuò)散:對硼擴(kuò)散后的硅片，在硼擴(kuò)散面疊加高純度(XEC^S)/高濃度(30% )硼紙?jiān)?，在另一面疊加高純度(ΧΤ0級)磷紙?jiān)矗湃?200 1250°C的擴(kuò)散爐中進(jìn)行一次全擴(kuò)散，形成N+/P++ ；1.擴(kuò)散后處理:用酸浸泡、去離子水超聲清洗，使硅片分離，并去除表面氧化層；j.N+面臺(tái)面腐蝕:使用氫氟酸、硝酸、冰乙酸，按照8: 3: 3的比例刻蝕N+面臺(tái)面溝槽，溝槽深度到達(dá)P+層，混酸溫度控制在8 12°C，并用去離子水沖凈；k.電泳:把硅片放在配置好的電泳液中，根據(jù)臺(tái)面溝槽需沉積的玻璃重量設(shè)置時(shí)間，進(jìn)行玻璃電泳；1.燒結(jié):把電泳后的硅片在800 820°C的燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)；m.去氧化層:用稀釋的氫氟酸浸泡、去離子水超聲清洗去除燒結(jié)后硅片表面氧化層；η.鍍鎳、鍍金:將去氧化層后的硅片在專用鍍槽中進(jìn)行鍍鎳、鍍金、干燥；ο.芯片切割:用劃片機(jī)把鍍金后的硅片從臺(tái)面溝槽處劃成單個(gè)芯片。 該反向GPP高壓二極管芯片結(jié)構(gòu)為Ρ++-Ρ+-Ν-Ν+型；反向GPP高壓二極管芯的正面截層結(jié)構(gòu)依次為腐蝕溝槽，鈍化玻璃，金屬層；反向GPP高壓二極管芯的剖面截層結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)依次為腐蝕溝槽，鈍化玻璃，金屬層，N+區(qū)，基區(qū)N，P+區(qū)，高濃度P++區(qū)。本實(shí)用新型具有如下有益效果:1、本實(shí)用新型的汽車模組中反向GPP高壓二極管的芯片生產(chǎn)工藝，通過采用低濃度液態(tài)硼源長時(shí)間擴(kuò)散形·成較深硼擴(kuò)散結(jié)，減小了基區(qū)寬度，降低了體壓降，降低了功率損耗。2、采用高純度(XEC級)/高濃度(30% )硼紙?jiān)磾U(kuò)散，形成平坦性、均一性良好的高濃度硼擴(kuò)散結(jié)，增強(qiáng)了電壓的穩(wěn)定性及抗浪涌能力，同時(shí)增強(qiáng)了與金屬的歐姆接觸。3、采用在N+面腐蝕深溝槽工藝形成臺(tái)面，解決了反向GPP高壓二極管玻璃保護(hù)被損傷的問題，同時(shí)增加了反向GPP 二極管的焊接面積，加強(qiáng)了模組的散熱性。4、采用電泳的玻璃鈍化工藝，提高了二極管的擊穿電壓的穩(wěn)定性，減小了漏電。5、這種GPP高壓二極管具有對稱性好、可靠性高、散熱快、功耗小等優(yōu)勢，解決了汽車模組GPP對稱二極管中反向二極管無法焊接的技術(shù)瓶頸。

圖1為汽車模組中反向GPP高壓二極管芯片結(jié)構(gòu)平面圖。圖2為汽車模組中反向GPP高壓二極管芯片結(jié)構(gòu)剖面圖。圖3為汽車模組中反向GPP高壓二極管的制備工藝流程圖。圖4為背景技術(shù)中用于汽車控制器件上起整流保護(hù)作用的模組電路圖。圖5為背景技術(shù)中使用GPP二極管代替軸向二極管制作模組的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。一種汽車模組中反向GPP高壓二極管芯片的生產(chǎn)工藝，參見圖3，其具有如下步驟:[0037](I)氧化前處理:通過電子清洗劑、去離子水清洗等工序?qū)杵砻孢M(jìn)行化學(xué)處理，得到潔凈的原始硅片。(2)氧化:將清洗干凈的原始硅片在1100 1200°C的氧化爐中長一層氧化層做掩膜，阻擋硼擴(kuò)散源進(jìn)入N+面、開溝槽。(3)光刻:對氧化后的硅片進(jìn)行涂膠、曝光、顯影工序，形成臺(tái)面圖形。(4)去除單面氧化層:通過硅刻蝕液、去離子水工序去除硅片單面氧化層。(5)擴(kuò)散前處理:通過電子清洗劑、去離子水超聲溢水對去氧化層后的硅片進(jìn)行化學(xué)處理；(6)硼擴(kuò)散預(yù)沉積:采用在硅片無氧化層面涂覆液態(tài)硼液，將涂源后的硅片放入1100 1150°C的擴(kuò)散爐中進(jìn)行硼源預(yù)沉積；(7)硼擴(kuò)散:對預(yù)沉積后的硅片在1200 1250°C的擴(kuò)散爐進(jìn)行擴(kuò)散深結(jié)推進(jìn)，形成深的P+層； (8)磷源/硼源一次全擴(kuò)散:對硼擴(kuò)散后的硅片，在硼擴(kuò)散面疊加高純度(XEC級)/高濃度(30% )硼紙?jiān)?，在另一面疊加高純度(ΧΤ0級)磷紙?jiān)矗湃?200 1250°C的擴(kuò)散爐中進(jìn)行一次全擴(kuò)散，形成N7P++ ；(9)擴(kuò)散后處理:用酸浸泡、去離子水超聲清洗，使硅片分離，并去除表面氧化層；(IO)N+面臺(tái)面腐蝕:使用氫氟酸、硝酸、冰乙酸，按照8: 3: 3的比例刻蝕N+面臺(tái)面溝槽，溝槽深度到達(dá)P+層，混酸溫度控制在8 12°C，并用去離子水沖凈；(11)電泳:把硅片放在配置好的電泳液中，根據(jù)臺(tái)面溝槽需沉積的玻璃重量設(shè)置時(shí)間，進(jìn)行玻璃電泳；(12)燒結(jié):把電泳后的硅片在800 820°C的燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)；(13)去氧化層:用稀釋的氫氟酸浸泡、去離子水超聲清洗去除燒結(jié)后硅片表面氧化層；(14)鍍鎳、鍍金:將去氧化層后的硅片在專用鍍槽中進(jìn)行鍍鎳、鍍金、干燥；(15)芯片切割:用劃片機(jī)把鍍金后的硅片從臺(tái)面溝槽處劃成單個(gè)芯片。硼紙?jiān)醇兌?XEC級；濃度:30%;磷紙?jiān)醇兌?ΧΤ0級；參見圖1，2，該反向GPP高壓二極管芯片結(jié)構(gòu)為Ρ++-Ρ+-Ν-Ν+型；反向GPP高壓二極管芯的正面截層結(jié)構(gòu)依次為腐蝕溝槽I，鈍化玻璃2，金屬層3 ；反向GPP高壓二極管芯的剖面截層結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)依次為腐蝕溝槽I，鈍化玻璃2，金屬層3，N+區(qū)4，基區(qū)Ν5，P+區(qū)6，高濃度P++區(qū)7。工藝測試參數(shù):
雪崩擊穿電壓VBO> 1000Υ
正向電壓 VF (IF=2A )<1.1V
反向漏電流IR10 μ A
結(jié)溫 Tj150°C[0059]該實(shí)用新型改善軸向二極管對管漏電大的缺陷，同時(shí)避免GPP對管中反向二極管焊接時(shí)對玻璃鈍化保護(hù)的損傷，并增加焊接的有效面積，增強(qiáng)對管整體散熱功能。同時(shí)使用N型襯底片代替P型襯底片，并在N+面腐蝕深溝槽制作反向GPP高壓二極管，這種汽車模組中反向GPP高 壓二極管的實(shí)用新型填補(bǔ)了國內(nèi)汽車模組技術(shù)領(lǐng)域的空白。
權(quán)利要求1.一種汽車模組中反向GPP高壓二極管芯片，其特征在于，該反向GPP高壓二極管芯片結(jié)構(gòu)為p++-p+-N-N+型； 反向GPP高壓二極管芯的正面截層結(jié)構(gòu)依次為腐蝕溝槽，鈍化玻璃，金屬層； 反向GPP高壓二極管芯的剖面截層結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)依次為腐蝕溝槽，鈍化玻璃，金屬層，N+區(qū)，基區(qū)N，P +區(qū)，高濃度P++區(qū)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種汽車模組中反向GPP高壓二極管芯片，該反向GPP高壓二極管芯片結(jié)構(gòu)為P++-P+-N-N+型；反向GPP高壓二極管芯的正面截層結(jié)構(gòu)依次為腐蝕溝槽，鈍化玻璃，金屬層；反向GPP高壓二極管芯的剖面截層結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)依次為腐蝕溝槽，鈍化玻璃，金屬層，N+區(qū)，基區(qū)N，P+區(qū)，高濃度P++區(qū)。該實(shí)用新型改善軸向二極管對管漏電大的缺陷，同時(shí)避免GPP對管中反向二極管焊接時(shí)對玻璃鈍化保護(hù)的損傷，并增加焊接的有效面積，增強(qiáng)對管整體散熱功能。同時(shí)使用N型襯底片代替P型襯底片，并在N+面腐蝕深溝槽制作反向GPP高壓二極管，這種汽車模組中反向GPP高壓二極管的實(shí)用新型填補(bǔ)了國內(nèi)汽車模組技術(shù)領(lǐng)域的空白。
文檔編號H01L21/228GK203150557SQ20132015333
公開日2013年8月21日 申請日期2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月28日
發(fā)明者盛鋒, 李暉 申請人:上海瞬雷電子科技有限公司