一種半導(dǎo)體放電管的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體放電管的制造方法，包括以下步驟：(1)對(duì)硅片進(jìn)行一次氧化；(2)對(duì)硅片的深硼區(qū)進(jìn)行光刻；(3)采用硅腐蝕液對(duì)欲形成深硼區(qū)的位置處進(jìn)行腐蝕，腐蝕形成一凹槽，所述凹槽與深硼區(qū)的形狀相對(duì)應(yīng)；(4)基區(qū)光刻；(5)在進(jìn)行淡硼擴(kuò)散；(6)進(jìn)行淡硼氧化；(7)發(fā)射區(qū)光刻；(8)進(jìn)行磷擴(kuò)散；(9)進(jìn)行磷氧化；(10)進(jìn)行雙面引線光刻；(11)對(duì)硅片進(jìn)行雙面金屬化；(12)金屬光刻；(13)在真空狀態(tài)下對(duì)硅片進(jìn)行合金化。本發(fā)明制造方法通過(guò)腐蝕結(jié)構(gòu)結(jié)合淡硼擴(kuò)散來(lái)實(shí)現(xiàn)深硼效果，減少了工序，大幅節(jié)約成本，也避免了在深硼工藝過(guò)程中，因高溫導(dǎo)致硅片如位錯(cuò)、層錯(cuò)等缺陷，從而不會(huì)導(dǎo)致漏電流超標(biāo)。
【專利說(shuō)明】一種半導(dǎo)體放電管的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體放電管的制造方法，屬于半導(dǎo)體放電管制造工藝【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體放電管是一種過(guò)壓保護(hù)器件，其依靠PN結(jié)的擊穿電流觸發(fā)器件導(dǎo)通放電，可以流過(guò)很大的浪涌電流或脈沖電流，使用時(shí)半導(dǎo)體放電管可直接跨接在被保護(hù)電路兩端，在其擊穿電壓的范圍，構(gòu)成了過(guò)壓保護(hù)的范圍。
[0003]半導(dǎo)體放電管在片厚不變的情況下，為了獲得較好的雷擊及工頻效果，一般的技術(shù)手段是在硅片的局部進(jìn)行硼加深。局部硼加深減少了長(zhǎng)基區(qū)的寬度，從而減少通態(tài)壓降Vt，提高了通流能力，最終獲得較好的雷擊及工頻效果。
[0004]為了在局部硼加深，同時(shí)保證維持電流，目前的工藝是先進(jìn)行深硼擴(kuò)散、深硼氧化，再進(jìn)行淡硼擴(kuò)散、淡硼氧化，從而形成局部的深硼區(qū)。
[0005]然而，在現(xiàn)有技術(shù)工藝中，深硼擴(kuò)散一般是在1050?1150°C下進(jìn)行的，在此高溫下，硅片極易產(chǎn)生缺陷，例如位錯(cuò)、層錯(cuò)等缺陷，這些缺陷將導(dǎo)致漏電流超標(biāo)，嚴(yán)重影響著放電管的質(zhì)量。另外，深硼氧化時(shí)間較長(zhǎng)，通常需要30?120小時(shí)，也增加了生產(chǎn)成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種半導(dǎo)體放電管的制造方法，該制造方法成本低，通流能力強(qiáng)。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0008]一種半導(dǎo)體放電管的制造方法，包括以下步驟:
[0009](I)對(duì)硅片的兩面同時(shí)進(jìn)行一次氧化，形成一次氧化層。
[0010](2)對(duì)硅片一次氧化層的深硼區(qū)進(jìn)行光刻。
[0011](3)采用硅腐蝕液對(duì)欲形成深硼區(qū)的硅片表面位置處進(jìn)行腐蝕，腐蝕形成一凹槽，所述凹槽與深硼區(qū)的形狀相對(duì)應(yīng)；所述凹槽可以選擇深度為30-60 μπι。
[0012]傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝在深硼區(qū)光刻后進(jìn)行深硼擴(kuò)散和深硼氧化，深硼擴(kuò)散的溫度在1050-1150°C范圍內(nèi)，深硼擴(kuò)散時(shí)間在50-100分鐘；深硼氧化的溫度在1220-1270°C范圍內(nèi)，深硼氧化時(shí)間在30-120小時(shí)。本發(fā)明制造方法采用步驟(3)替代上述深硼擴(kuò)散和深硼氧化。
[0013](4)對(duì)硅片的基區(qū)進(jìn)行光刻。
[0014](5)在950-1050°C下進(jìn)行淡硼擴(kuò)散，擴(kuò)散時(shí)間為50-100分鐘，在相同的擴(kuò)散速度下，由于腐蝕形成的凹槽的存在，凹槽處硼擴(kuò)散的結(jié)深將大于其他部位硼擴(kuò)散的區(qū)域，形成突出的深硼區(qū)；凹槽處硼擴(kuò)散的結(jié)深與其他部位硼擴(kuò)散的結(jié)深差即是腐蝕凹槽的深度。
[0015](6)在1220-1270°C下進(jìn)行淡硼氧化，氧化時(shí)間為7_15小時(shí)。
[0016](7)對(duì)硅片的發(fā)射區(qū)進(jìn)行光刻。
[0017](8)在1130-1170°C下進(jìn)行磷擴(kuò)散，擴(kuò)散時(shí)間為40_60分鐘。
[0018](9)在1150-1190°C下進(jìn)行磷氧化，氧化時(shí)間為40-100分鐘。
[0019](10)進(jìn)行雙面引線光刻。
[0020](11)對(duì)硅片進(jìn)行雙面金屬化。
[0021](12)金屬光刻。
[0022](13)在真空狀態(tài)下對(duì)硅片進(jìn)行合金化。
[0023]本發(fā)明制造方法通過(guò)腐蝕工藝結(jié)合淡硼擴(kuò)散來(lái)實(shí)現(xiàn)深硼效果，其優(yōu)點(diǎn):
[0024]I)將傳統(tǒng)的深硼擴(kuò)散、深硼氧化兩個(gè)步驟省略，取而代之的是深硼區(qū)腐蝕的步驟，減少了工藝的工序；
[0025]2)在深硼擴(kuò)散過(guò)程中，深硼擴(kuò)散的溫度在1050-1150°C范圍內(nèi)，深硼擴(kuò)散時(shí)間在50-100分鐘；而深硼氧化的溫度在1220-1270°C范圍內(nèi)，深硼氧化時(shí)間在30-120小時(shí)；省略深硼擴(kuò)散、深硼氧化的工藝過(guò)程，可以大幅節(jié)約成本；
[0026]3)省略深硼擴(kuò)散、深硼氧化的工藝過(guò)程，避免了上述深硼工藝過(guò)程中的高溫環(huán)境，從而減少了硅片如位錯(cuò)、層錯(cuò)等的缺陷，避免因此而導(dǎo)致的漏電流超標(biāo)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0028]圖1為本發(fā)明淡硼擴(kuò)散示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029]實(shí)施例1
[0030](I)對(duì)硅片的兩面同時(shí)進(jìn)行一次氧化，形成一次氧化層。
[0031](2)對(duì)硅片一次氧化層的深硼區(qū)進(jìn)行光刻。
[0032](3)采用硅腐蝕液對(duì)欲形成深硼區(qū)的硅片表面位置處進(jìn)行腐蝕，腐蝕形成一60 μπι深的凹槽1，所述凹槽I與深硼區(qū)的形狀相對(duì)應(yīng)，如圖1所示。
[0033](4)對(duì)硅片的基區(qū)進(jìn)行光刻。
[0034](5)在1000°C下進(jìn)行淡硼擴(kuò)散，擴(kuò)散時(shí)間為100分鐘。在相同的擴(kuò)散速度下，擴(kuò)散方向如圖1中箭頭所示，由于腐蝕形成的凹槽I的存在，凹槽I處硼擴(kuò)散的結(jié)深將大于其他部位硼擴(kuò)散的區(qū)域，形成突出(突出距離與凹槽深度對(duì)應(yīng)，這里大約為60 μπι)的深硼區(qū)Ρ1，其他部位為淡硼區(qū)Ρ2。
[0035](6)在1250°C下進(jìn)行淡硼氧化，氧化時(shí)間為12小時(shí)。
[0036](7)對(duì)硅片的發(fā)射區(qū)進(jìn)行光刻。
[0037](8)在1150°C下進(jìn)行磷擴(kuò)散，擴(kuò)散時(shí)間為55分鐘；
[0038](9)在1190°C下進(jìn)行磷氧化，氧化時(shí)間為90分鐘；
[0039](10)進(jìn)行雙面引線光刻。
[0040](11)對(duì)硅片進(jìn)行雙面金屬化。
[0041](12)金屬光刻。
[0042](13)在真空狀態(tài)下對(duì)硅片進(jìn)行合金化。
[0043]實(shí)施例2
[0044](I)對(duì)硅片的兩面同時(shí)進(jìn)行一次氧化，形成一次氧化層。
[0045](2)對(duì)硅片一次氧化層的深硼區(qū)進(jìn)行光刻。
[0046](3)采用硅腐蝕液對(duì)欲形成深硼區(qū)的硅片表面位置處進(jìn)行腐蝕，腐蝕形成一55 μπι深的凹槽，所述凹槽與深硼區(qū)的形狀相對(duì)應(yīng)，如圖1所示。
[0047](4)對(duì)硅片的基區(qū)進(jìn)行光刻。
[0048](5)在950°C下進(jìn)行淡硼擴(kuò)散，擴(kuò)散時(shí)間為60分鐘。在相同的擴(kuò)散速度下，擴(kuò)散方向如圖1中箭頭所示，由于腐蝕形成的凹槽的存在，凹槽處硼擴(kuò)散的結(jié)深將大于其他部位硼擴(kuò)散的區(qū)域，形成突出(突出距離與凹槽深度對(duì)應(yīng)，這里大約為55 μπι)的深硼區(qū)Ρ1，其他部位為淡硼區(qū)Ρ2。
[0049](6)在1250°C下進(jìn)行淡硼氧化，氧化時(shí)間為10小時(shí)；
[0050](7)對(duì)硅片的發(fā)射區(qū)進(jìn)行光刻；
[0051](8)在1170°C下進(jìn)行磷擴(kuò)散，擴(kuò)散時(shí)間為55分鐘；
[0052](9)在1190°C下進(jìn)行磷氧化，氧化時(shí)間為50分鐘；
[0053](10)進(jìn)行雙面引線光刻。
[0054](11)對(duì)硅片進(jìn)行雙面金屬化。
[0055](12)金屬光刻。
[0056](13)在真空狀態(tài)下對(duì)硅片進(jìn)行合金化。
[0057]實(shí)施例3
[0058](I)對(duì)硅片的兩面同時(shí)進(jìn)行一次氧化，形成一次氧化層。
[0059](2)對(duì)硅片一次氧化層的深硼區(qū)進(jìn)行光刻。
[0060](3)采用硅腐蝕液對(duì)欲形成深硼區(qū)的硅片表面位置處進(jìn)行腐蝕，腐蝕形成一45 μπι深的凹槽，所述凹槽與深硼區(qū)的形狀相對(duì)應(yīng)，如圖1所示。
[0061](4)對(duì)硅片的基區(qū)進(jìn)行光刻。
[0062](5)在1050°C下進(jìn)行淡硼擴(kuò)散，擴(kuò)散時(shí)間為90分鐘。在相同的擴(kuò)散速度下，擴(kuò)散方向如圖1中箭頭所示，由于腐蝕形成的凹槽的存在，凹槽處硼擴(kuò)散的結(jié)深將大于其他部位硼擴(kuò)散的區(qū)域，形成突出(突出距離與凹槽深度對(duì)應(yīng)，這里大約為45 μπι)的深硼區(qū)Ρ1，其他部位為淡硼區(qū)Ρ2。
[0063](6)在1200°C下進(jìn)行淡硼氧化，氧化時(shí)間為15小時(shí)。
[0064](7)對(duì)硅片的發(fā)射區(qū)進(jìn)行光刻。
[0065](8)在1150 °C下進(jìn)行磷擴(kuò)散，擴(kuò)散時(shí)間為50分鐘。
[0066](9)在1190°C下進(jìn)行磷氧化，氧化時(shí)間為100分鐘。
[0067](10)進(jìn)行雙面引線光刻。
[0068](11)對(duì)娃片進(jìn)行雙面金屬化。
[0069](12)金屬光刻。
[0070](13)在真空狀態(tài)下對(duì)硅片進(jìn)行合金化。
[0071]上述3個(gè)實(shí)施例減少了深硼擴(kuò)散和深硼氧化的工藝過(guò)程中所需的能耗，從而減少了生產(chǎn)成本；經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明方法獲得的產(chǎn)品與傳統(tǒng)方法獲得產(chǎn)品比較，漏電流合格率提高2-3%。
[0072]上述實(shí)施例不以任何方式限制本發(fā)明，凡是采用等同替換或等效變換的方式獲得的技術(shù)方案均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體放電管的制造方法，其特征在于包括以下步驟: (1)對(duì)硅片的兩面同時(shí)進(jìn)行一次氧化，形成一次氧化層； (2)對(duì)硅片一次氧化層的深硼區(qū)進(jìn)行光刻； (3)采用硅腐蝕液對(duì)欲形成深硼區(qū)的硅片表面位置處進(jìn)行腐蝕，腐蝕形成一凹槽，所述凹槽與深硼區(qū)的形狀相對(duì)應(yīng)； (4)對(duì)娃片的基區(qū)進(jìn)彳丁光刻； (5)在950-10501:下進(jìn)行淡硼擴(kuò)散，擴(kuò)散時(shí)間為50-100分鐘，在相同的擴(kuò)散速度下，由于腐蝕形成的凹槽的存在，凹槽處硼擴(kuò)散的結(jié)深將大于其他部位硼擴(kuò)散的區(qū)域，形成突出的深硼區(qū)； (6)在1220-12701:下進(jìn)行淡硼氧化，氧化時(shí)間為7-15小時(shí)； (7)對(duì)硅片的發(fā)射區(qū)進(jìn)行光刻； (8)在1130-11701:下進(jìn)行磷擴(kuò)散，擴(kuò)散時(shí)間為40-60分鐘； (9)在1150-11901:下進(jìn)行磷氧化，氧化時(shí)間為40-100分鐘； (10)進(jìn)行雙面引線光刻； (11)對(duì)硅片進(jìn)行雙面金屬化； (12)金屬光刻； (13)在真空狀態(tài)下對(duì)硅片進(jìn)行合金化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體放電管的制造方法，其特征在于:所述凹槽的深度為 30-60 VIII。
【文檔編號(hào)】H01L21/22GK104505341SQ201410797601
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月18日
【發(fā)明者】陳林, 劉志雄 申請(qǐng)人:常熟市聚芯半導(dǎo)體科技有限公司