本發(fā)明涉及半導(dǎo)體功率器件領(lǐng)域,尤其是指可應(yīng)用于開(kāi)關(guān)條件苛刻的功率因素校正(pfc)電路的快恢復(fù)二極管。
背景技術(shù):
功率半導(dǎo)體器件是進(jìn)行電能(功率)處理的半導(dǎo)體產(chǎn)品,是弱電控制與強(qiáng)電運(yùn)行間的橋梁。無(wú)論是水電、核電、火電還是風(fēng)電,大部分均無(wú)法直接使用,75%以上的電能應(yīng)用需由功率半導(dǎo)體器件進(jìn)行包括變頻、變壓、變流、功率放大和功率管理等功率變換以后,才能供設(shè)備使用。
正是由于功率半導(dǎo)體器件的研究和發(fā)展,才使得電力電子技術(shù)朝大容量、高頻化、高效節(jié)能、高可靠性和低成本的方向發(fā)展。由于高頻轉(zhuǎn)換技術(shù)的發(fā)展和高效節(jié)能的需要,要求快恢復(fù)二極管具有高壓阻斷能力強(qiáng)、開(kāi)關(guān)速度快等優(yōu)點(diǎn)。
歐盟和美國(guó)2013年開(kāi)始推進(jìn)cocv5和doevi六級(jí)能效標(biāo)準(zhǔn),美國(guó)將于2016年開(kāi)始對(duì)外置電源強(qiáng)制執(zhí)行vi級(jí)能效要求,目前出口到美國(guó)的適配器必須符合六級(jí)能效標(biāo)準(zhǔn)。以開(kāi)關(guān)電源功率因素校正(pfc)為例,為了進(jìn)一步降低能耗,電路設(shè)計(jì)者希望采用更高的轉(zhuǎn)換頻率。在開(kāi)關(guān)電源功率大于250w時(shí),連續(xù)導(dǎo)電模式(ccm)是首選方案,但此方案必須解決二極管反向恢復(fù)問(wèn)題。
在功率因數(shù)校正(pfc)電路中,600v升壓二極管是關(guān)鍵元件,特別是工作在連續(xù)模式和苛刻開(kāi)關(guān)條件下的pfc更是這樣。在每一個(gè)開(kāi)關(guān)周期,二極管的恢復(fù)電流流經(jīng)mos晶體管,這導(dǎo)致開(kāi)關(guān)中高的“開(kāi)關(guān)通導(dǎo)”功率損耗。對(duì)于這種應(yīng)用,需要反向恢復(fù)速度最快的600v二極管。但是反向恢復(fù)速度最快的600v二極管其反向恢復(fù)時(shí)間和反向恢復(fù)電荷也稍高,且成本也高。
在專(zhuān)利“一種低反向恢復(fù)電荷快恢復(fù)二極管芯片”(專(zhuān)利號(hào)cn201510951716.4)中提出了采用p型漂移區(qū)制造超快恢復(fù)二極管芯片的方法,該方法的核心是采用p型漂移區(qū)結(jié)構(gòu),使正向偏置時(shí)注入到p型漂移區(qū)內(nèi)的少數(shù)載流子為電子,利用電子遷移率更高的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)反向偏置轉(zhuǎn)換時(shí),漂移區(qū)的電子迅速遷移回n型區(qū),實(shí)現(xiàn)恢復(fù)速度的提升和反向恢復(fù)電荷qrr值的降低。該專(zhuān)利提出采用p+/p-/n+結(jié)構(gòu)的臺(tái)面玻璃鈍化二極管結(jié)構(gòu)和n+/p-/p+結(jié)構(gòu)的np結(jié)的平面芯片結(jié)構(gòu)。
上述方法的缺點(diǎn):為了實(shí)現(xiàn)非常快的恢復(fù)速度,需要提高二極管摻雜鉑金或黃金的濃度,隨著摻雜濃度的提高,采用臺(tái)面玻璃鈍化工藝時(shí)對(duì)漏電流的控制則變的非常困難。上述方法在制造600v特快恢復(fù)二極管時(shí),二極管p-漂移區(qū)寬度至少需要40um,反向恢復(fù)時(shí)間trr和反向恢復(fù)電荷qrr值主要受p-漂移區(qū)寬度影響,在采用摻雜鉑金工藝濃度受限的情況下,進(jìn)一步降低反向恢復(fù)時(shí)間trr和反向恢復(fù)電荷qrr值變的困難。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種低反向恢復(fù)電荷平面快恢復(fù)二極管芯片,其和目前現(xiàn)有的600v反向快恢復(fù)二極管相比較,反向恢復(fù)時(shí)間和反向恢復(fù)電荷顯著降低。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提供的一種技術(shù)方案為一種低反向恢復(fù)電荷平面快恢復(fù)二極管芯片,其特征在于在n+型硅單晶襯底上生長(zhǎng)有p-型外延層,在所述p-型外延層上表面內(nèi)設(shè)置有p+型主結(jié)有源區(qū);在所述n+型硅單晶襯底、所述p-型外延層和所述p+型主結(jié)有源區(qū)形成的硅片上形成有少子復(fù)合中心;在所述p+型主結(jié)有源區(qū)的外側(cè)的芯片邊緣設(shè)置有n+型截至環(huán);所述n+型截至環(huán)穿透所述p-型外延層并部分深入n+型硅單晶襯底層內(nèi),在部分p+型主結(jié)有源區(qū)上表面、部分n+型截至環(huán)上表面、及p+型主結(jié)有源區(qū)與n+型截至環(huán)之間的所述p-型外延層上表面上設(shè)置有氧化硅層;在部分所述n+型截至環(huán)區(qū)上和位于所述n+型截至環(huán)一側(cè)的部分所述二氧化硅層上設(shè)置有連接金屬層、在所述p+型主結(jié)有源區(qū)上表面和位于所述p+主結(jié)有源區(qū)兩側(cè)的部分所述二氧化硅層上面設(shè)置正面歐姆接觸金屬層;在所述部分n+截至環(huán)上、所述連接金屬層上、所述正面歐姆接觸層上面外側(cè)部分及連接金屬與正面歐姆接觸金屬之間的二氧化硅層上設(shè)置有鈍化保護(hù)層;在所述n+型硅單晶襯底層背面設(shè)置有背面歐姆接觸金屬。
本發(fā)明提供的另一種技術(shù)方式是低反向恢復(fù)電荷平面快恢復(fù)二極管芯片,其特征在于在n+型硅單晶襯底上生長(zhǎng)有p-型外延層,在所述p-型外延層上表面內(nèi)設(shè)置有p+型主結(jié)有源區(qū);在所述n+型硅單晶襯底、所述p-型外延層和所述p+型主結(jié)有源區(qū)形成的硅片上形成有少子復(fù)合中心;在所述p+型主結(jié)有源區(qū)上表面兩側(cè)部分上及位于p+主結(jié)有源區(qū)外側(cè)的p-型外延層上表面上設(shè)置有二氧化硅層;在所述二氧化硅層上開(kāi)設(shè)有溝槽,所述溝槽向下穿過(guò)所述p-型外延層并深入所述n+硅單晶襯底層;在位于n+硅單晶襯底層和p-外延層處的所述溝槽的側(cè)壁外側(cè)形成有n+型截至環(huán);所述溝槽內(nèi)填充n型摻雜形式的多晶硅或二氧化硅;在所述溝槽上面及位于溝槽兩側(cè)的部分所述二氧化硅層上設(shè)置有多晶硅層或二氧化硅層;在所述p+型主結(jié)有源區(qū)上表面及與之相鄰的部分所述二氧化硅層上面設(shè)置有正面歐姆接觸金屬;在溝槽上方的多晶硅層或二氧化硅層上、在溝槽上方的多晶硅層或二氧化硅層外側(cè)的部分二氧化硅層上及在溝槽上方的多晶硅層或二氧化硅層外內(nèi)側(cè)的二氧化硅層上、及位于二氧化硅層一側(cè)的部分正面歐姆接觸金屬層上設(shè)置有鈍化保護(hù)層;在所述n+型硅單晶襯底層背面設(shè)置有背面歐姆接觸金屬。
所述n+型硅單晶襯底電阻率為0.01~0.002ω.cm之間;所述硅單晶晶向?yàn)?lt;100>或<111>。優(yōu)選硅單晶晶向?yàn)?lt;100>。
所述p-型外延層電阻率范圍為1~100ω.cm,所述p-型外延層厚度控制在20~35um之間。
所述p+主結(jié)有源區(qū)結(jié)深4~10um。
所述正面歐姆接觸金屬為多層金屬。
所述n+截至環(huán)深入所述n+單晶硅襯底的深度≥10微米。
所述溝槽寬度0.5~1.5um。
所述n+截至環(huán)的寬度為2~5微米。
本發(fā)明的二極管芯片實(shí)現(xiàn)的功能相當(dāng)于兩顆300v二極管芯片串聯(lián)實(shí)現(xiàn)的功能。單顆300v二極管芯片采用p型漂移區(qū)、平面外延工藝技術(shù)、少子壽命控制技術(shù)、電場(chǎng)耗盡層阻斷技術(shù)等,實(shí)現(xiàn)反向恢復(fù)時(shí)間和qrr值顯著降低。采用p型漂移區(qū)結(jié)構(gòu),使正向偏置時(shí)注入到p型漂移區(qū)內(nèi)的少數(shù)載流子為電子,利用電子遷移率更高的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)反向偏置轉(zhuǎn)換時(shí),漂移區(qū)的電子迅速遷移回n型區(qū),實(shí)現(xiàn)恢復(fù)速度的提升和反向恢復(fù)電荷qrr值的降低。本發(fā)明的600v二極管芯片,反向恢復(fù)時(shí)間trr和反向恢復(fù)電荷qrr近似等于單只300v二極管,其性能比市面上最新型的600v二極管性能優(yōu)越的多。
所述低反向恢復(fù)電荷平面快恢復(fù)二極管芯片,采用n+型硅單晶重?fù)诫s襯底,在襯底上生產(chǎn)p-型外延,在p-型外延上制造p+結(jié),便于形成良好的歐姆接觸。其pn結(jié)結(jié)構(gòu)為p+/p-/n+結(jié)構(gòu)。
為提高二極管反向恢復(fù)速度,在pn結(jié)區(qū)摻鉑金、黃金等缺陷雜質(zhì),形成復(fù)合中心,提高載流子復(fù)合速度。優(yōu)先選用摻鉑金工藝,摻鉑金的方法可以采用成熟的氯亞鉑酸氨溶液、鉑酸氨溶液、鉑蒸發(fā)、鉑濺射等方法實(shí)現(xiàn)鉑原子依附于硅片上,然后采用高溫使鉑元素?cái)U(kuò)散至硅片內(nèi)部,并激活為有效的少子復(fù)合中心。
一般在pn結(jié)重金屬摻雜濃度很高時(shí),金屬缺陷會(huì)向sio2和si界面出遷移,導(dǎo)致sio2和si界面電荷密度增加,反向漏電難以控制,本發(fā)明在芯片外圍設(shè)置與p-型外延導(dǎo)電類(lèi)型相反的n+型截至環(huán),作為pn結(jié)反向耗盡的截至層。本發(fā)明的創(chuàng)新在于,芯片外圍的n+截至環(huán)穿過(guò)p+結(jié)區(qū)和p-外延層,和n+襯底層相連,這種結(jié)構(gòu)使p-外延層反向耗盡時(shí)的電場(chǎng)局限于n+截至環(huán)內(nèi)。
在芯片正面頂部的p+結(jié)區(qū)和底部的n+型硅單晶襯底,制造多層金屬系統(tǒng),形成良好的歐姆接觸。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明的8a600v快恢復(fù)二極管,與最快速度的8a600vfrd相比,降低了qrr值,能夠最大限度降低開(kāi)關(guān)損耗,能效優(yōu)勢(shì)高于標(biāo)準(zhǔn)超高速二極管。開(kāi)關(guān)頻率越高,本發(fā)明二極管性能越優(yōu)越。本發(fā)明二極管芯片性能可與碳化硅jbs二極管相媲美,但其成本比碳化硅二極管低至少50%。其目標(biāo)應(yīng)用也包括電源、太陽(yáng)能逆變器和電動(dòng)交通工具充電樁。
附圖說(shuō)明
圖1,本發(fā)明二極管芯片剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2,本發(fā)明采用溝槽形式的二極管芯片剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
針對(duì)上述技術(shù)方案,結(jié)合具體圖示舉例具體說(shuō)明。
實(shí)施例1
參看圖1,低反向恢復(fù)電荷平面快恢復(fù)二極管芯片,其具體結(jié)構(gòu)為在n+型硅單晶襯底1上生長(zhǎng)有p-型外延層2,在p-型外延層上表面內(nèi)設(shè)置有p+型主結(jié)有源區(qū)3;在n+型硅單晶襯底、p-型外延層和p+型主結(jié)有源區(qū)形成的硅片上形成有少子復(fù)合中心;在p+型主結(jié)有源區(qū)的外側(cè)的芯片邊緣設(shè)置有n+型截至環(huán)4;n+型截至環(huán)穿透p-型外延層2并深入n+型硅單晶襯底層內(nèi);在部分p+型主結(jié)有源區(qū)上表面、部分n+型截至環(huán)上表面、及p+型主結(jié)有源區(qū)與n+型截至環(huán)之間的p-型外延層上表面上設(shè)置有二氧化硅層5;在部分n+型截至環(huán)區(qū)上和位于n+型截至環(huán)一側(cè)的部分所述二氧化硅層上設(shè)置有連接金屬層9、在p+型主結(jié)有源區(qū)上表面和位于p+主結(jié)有源區(qū)兩側(cè)的部分二氧化硅層上面設(shè)置正面歐姆接觸金屬層6;在部分n+截至環(huán)上、連接金屬層上、正面歐姆接觸層上面外側(cè)部分及連接金屬與正面歐姆接觸金屬之間的二氧化硅層上設(shè)置有鈍化保護(hù)層7;在n+型硅單晶襯底層背面設(shè)置有背面歐姆接觸金屬8。
該二極管芯片為p+/p-/n+結(jié)構(gòu)的pn結(jié),其制作工藝如下。
1)在n+型硅單晶襯底1上外延生長(zhǎng)p-型外延層2,該外延層為異性外延,生長(zhǎng)p-型外延層后,在n+型硅單晶襯底1和p-型外延層2之間形成了p-n+結(jié)。n+型硅單晶襯底1可采用as、ph等作為摻雜雜質(zhì),襯底電阻率范圍在0.01~0.002ω.cm之間,優(yōu)先選as為摻雜元素。硅單晶襯底的晶向可為<100>或<111>,優(yōu)選<100>晶向。p-型外延層2采用氣相外延工藝生長(zhǎng),摻雜元素可為b等p型元素,p-型外延層電阻率依據(jù)耐壓設(shè)定,范圍為1~100ω.cm,根據(jù)耐壓要求進(jìn)行外延層電阻率和厚度的選擇。p-型外延層厚度可為20~35um。
2)在p-型外延層2上通過(guò)高溫氧化生長(zhǎng)初始的二氧化硅層5,氧化溫度可選擇在900~1050℃,更低的氧化溫度對(duì)于控制p-型外延層和n+型硅單晶襯底層間的過(guò)渡區(qū)較有利,但也會(huì)導(dǎo)致氧化時(shí)間很長(zhǎng),需要折中考慮。
3)在上述初始的氧化硅層5上面光刻、腐蝕形成截至環(huán)區(qū)(即芯片外圍截至環(huán))。在芯片外圍截至環(huán)區(qū)通過(guò)離子注入ph雜質(zhì),注入的能量為40~150kev,劑量為1e15~1e16cm-2,之后放入擴(kuò)散爐中進(jìn)行高溫推進(jìn),形成n+型截至環(huán)4,特別要求n+截至環(huán)4的深度必須穿通p-外延層2深入n+硅單晶襯底層,即n+型截至環(huán)4必須與n+硅單晶襯底層1連接。n+型截至環(huán)深入n+型硅單晶襯底層的深度≥10微米。當(dāng)然,也可以采用磷擴(kuò)散的方式對(duì)n+截至環(huán)區(qū)進(jìn)行摻雜,磷擴(kuò)散可選擇紙?jiān)础ocl3氣源等。
4)光刻刻蝕的方式,將主結(jié)有源區(qū)腐蝕開(kāi),在主結(jié)有源區(qū)采用離子注入b雜質(zhì),注入的能量為40~150kev,劑量為1e14~1e16cm-2,之后放入擴(kuò)散爐中進(jìn)行高溫推進(jìn),形成p+主結(jié)有源區(qū)3,推進(jìn)的溫度1000~1200℃之間,主結(jié)有源區(qū)深度主要取決于版圖和器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),一般主結(jié)有源區(qū)深度控制在4~10um。
5)鉑擴(kuò)散:將氯亞鉑酸氨溶液或鉑酸氨溶液作為鉑擴(kuò)散源、采用鉑蒸發(fā)或鉑濺射等工藝方法實(shí)現(xiàn)鉑原子依附于硅片正面或者背面上,把清洗后的硅片放入溫度900~1000℃的鉑擴(kuò)散爐中進(jìn)行金屬鉑的替位摻雜,形成少子復(fù)合中心。
6)正面陰極金屬制作:在p+型主結(jié)有源區(qū)3上面的正面歐姆接觸窗口,通過(guò)蒸發(fā)或者濺射的方式淀積鋁層作為正面歐姆接觸金屬層,通過(guò)光刻、腐蝕方式形成正面歐姆接觸金屬6和截至環(huán)區(qū)的連接金屬9。正面歐姆接觸金屬層位于p+主結(jié)有源區(qū)上面及與p+型主結(jié)有源區(qū)相鄰的部分二氧化硅層上。連接金屬9位于與二氧化硅層相鄰的部分n+截至環(huán)上面及與n+截至環(huán)相鄰的部分二氧化硅層上面。根據(jù)使用的要求,也可以采用ag作為正面引出金屬,主要取決于封裝工藝方式。金屬類(lèi)型可以是ti-ni-al、ti-tiw-al等多層金屬系統(tǒng)。正面金屬是二極管陽(yáng)極引出金屬。
最后在正面金屬上制作鋁鈍化保護(hù)層7。在與連接金屬相鄰的部分n+型截至環(huán)上、連接金屬上、與連接金屬相鄰的二氧化硅層上、部分正面歐姆接觸金屬上面設(shè)置鈍化保護(hù)層7。
可以選擇sin、聚酰亞胺等制作鈍化保護(hù)層。
7)減薄、背面金屬化:將上述鈍化完畢的硅片,背面采用砂輪、化學(xué)腐蝕等方法,將硅片減薄到需要的厚度。采用蒸發(fā)或者濺射等工藝方法實(shí)現(xiàn)背面歐姆接觸金屬8的淀積,從而引出背面陰極金屬。
實(shí)施例2
實(shí)施例1中,制作n+截至環(huán)4時(shí),要求結(jié)深達(dá)到20um以上,通過(guò)擴(kuò)散形成n+截至環(huán)區(qū)時(shí),擴(kuò)散時(shí)間很長(zhǎng),并且在n+截至環(huán)區(qū)擴(kuò)散過(guò)程中,硅單晶襯底層1和p-型外延層2之間形成的n+/p-結(jié)也會(huì)隨著反擴(kuò)散。為了降低n+截至環(huán)擴(kuò)散難度,在實(shí)施例2中采用在n+區(qū)位置處開(kāi)設(shè)溝槽形成n+型截至環(huán),在溝槽內(nèi)擴(kuò)散ph雜質(zhì),溝槽兩側(cè)側(cè)外形成n+型截至環(huán),該n+型截至環(huán)的擴(kuò)散結(jié)深僅需要2~5um即可,可大大降低擴(kuò)散時(shí)間。開(kāi)設(shè)溝槽形成n+截至環(huán)的二極管芯片具體結(jié)構(gòu)是:
參看圖2,在n+型硅單晶襯底1上生長(zhǎng)有p-型外延層2,在p-型外延層上表面內(nèi)設(shè)置有p+型主結(jié)有源區(qū)3;在n+型硅單晶襯底、p-型外延層和p+型主結(jié)有源區(qū)形成的硅片上形成有少子復(fù)合中心;在p+型主結(jié)有源區(qū)上表面兩側(cè)部分上及位于p+主結(jié)有源區(qū)外側(cè)的p-型外延層上表面上設(shè)置有二氧化硅層5;在n+截至環(huán)區(qū)開(kāi)設(shè)有溝槽10,溝槽10穿過(guò)二氧化硅層、向下穿過(guò)p-型外延層深入n+硅單晶襯底層;在位于n+硅單晶襯底層和p-外延層處的溝槽的側(cè)壁外側(cè)形成有n+型截至環(huán)11;溝槽內(nèi)填充多晶硅12或二氧化硅;在溝槽上面及位于溝槽兩側(cè)的部分二氧化硅層上設(shè)置有多晶硅層或二氧化硅層;在p+型主結(jié)有源區(qū)上表面及與之相鄰的部分所述二氧化硅層上面設(shè)置有正面歐姆接觸金屬6;在溝槽上方的多晶硅層或二氧化硅層上、在溝槽上方的多晶硅層或二氧化硅層外側(cè)的部分二氧化硅層上及在溝槽上方的多晶硅層或二氧化硅層外內(nèi)側(cè)的二氧化硅層上、及位于二氧化硅層一側(cè)的部分正面歐姆接觸金屬層上設(shè)置有鈍化保護(hù)層7;在n+型硅單晶襯底層背面設(shè)置有背面歐姆接觸金屬8。
溝槽寬度為0.5~1.5um;在溝槽內(nèi)進(jìn)行n+摻雜,在溝槽側(cè)壁兩側(cè)形成n+截至環(huán),n+截至環(huán)寬度2~5um,并在溝槽內(nèi)進(jìn)行多晶硅或二氧化硅填充。采用溝槽工藝形成n+截至環(huán)的二極管芯片,其制作工藝如下。
1)在n+型硅單晶襯底1上外延生長(zhǎng)p-型外延層2,該外延層為異性外延,生長(zhǎng)p-型外延層后,在n+型硅單晶襯底1和p-型外延層2之間形成了p-n+結(jié)。n+型硅單晶襯底1可采用as、ph等作為摻雜雜質(zhì),襯底電阻率范圍在0.01~0.002ω.cm之間,優(yōu)先選as為摻雜元素。硅單晶襯底的晶向可為<100>或<111>,優(yōu)選<100>晶向。p-型外延層2采用氣相外延工藝生長(zhǎng),摻雜元素可為b等p型元素,p-型外延層電阻率依據(jù)耐壓設(shè)定,范圍為1~100ω.cm,根據(jù)耐壓要求進(jìn)行外延層電阻率和厚度的選擇。p-型外延層厚度可為20~35um。
2)在p-型外延層2上通過(guò)高溫氧化生長(zhǎng)初始的二氧化硅層5,氧化溫度可選擇在900~1050℃,更低的氧化溫度對(duì)于控制p-型外延層和n+型硅單晶襯底層間的過(guò)渡區(qū)較有利,但也會(huì)導(dǎo)致氧化時(shí)間很長(zhǎng),需要折中考慮。
3)在上述初始的二氧化硅層5上面光刻、腐蝕形成溝槽刻蝕區(qū),然后通過(guò)rie刻蝕(或icp刻蝕)等干法刻蝕工藝形成溝槽10,溝槽寬度0.5~1.5um。溝槽深度需要穿透p-外延層厚度并進(jìn)入n+單晶硅襯底層,槽底部跟n+單晶硅襯底層1連接。然后溝槽10內(nèi)通過(guò)磷擴(kuò)散的方式摻雜n型雜質(zhì),在溝槽側(cè)壁形成n+截至環(huán)11,n+截至環(huán)11寬度控制在2~5微米之間,n+型截至環(huán)深入n+型硅單晶襯底層的深度≥10微米。磷擴(kuò)散優(yōu)選pocl3氣源擴(kuò)散等。
4)溝槽填充:在磷擴(kuò)散之后的硅片上通過(guò)lpcvd方式淀積多晶硅,多晶硅層厚度在0.6~1.2um,將溝槽內(nèi)使用多晶硅12填充,多晶硅采用n型摻雜方式。最后光刻刻蝕方式,去除溝槽上方其他區(qū)域的多晶硅,形成多晶硅12。溝槽也可以用二氧化硅填充。
5)光刻刻蝕的方式,將主結(jié)有源區(qū)的二氧化硅腐蝕開(kāi),在主結(jié)有源區(qū)區(qū)采用離子注入b雜質(zhì),注入的能量為40~150kev,劑量為1e14~1e16cm-2,之后放入擴(kuò)散爐中進(jìn)行高溫推進(jìn),形成p+主結(jié)有源區(qū)3,推進(jìn)的溫度1000~1200℃之間,結(jié)深主要取決于版圖和器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),一般結(jié)深范圍控制在4~10um。
5)鉑擴(kuò)散:將氯亞鉑酸氨溶液或鉑酸氨溶液作為鉑擴(kuò)散源、采用鉑蒸發(fā)或鉑濺射等工藝方法實(shí)現(xiàn)鉑原子依附于硅片正面或者背面上,把清洗后的硅片放入溫度900~1000℃的鉑擴(kuò)散爐中進(jìn)行金屬鉑的替位摻雜,形成少子復(fù)合中心。
6)正面陰極金屬制作:在p+主結(jié)有源區(qū)3上面的正面歐姆接觸窗口,通過(guò)蒸發(fā)或者濺射的方式淀積鋁層作為正面歐姆接觸金屬層,通過(guò)光刻、腐蝕方式形成正面歐姆接觸金屬6。根據(jù)使用的要求,也可以采用ag作為正面引出金屬,主要取決于封裝工藝方式。金屬類(lèi)型可以是ti-ni-al、ti-tiw-al等多層金屬系統(tǒng)。正面金屬是二極管陽(yáng)極引出金屬。
7)最后制作鈍化保護(hù)層7,可以選擇sin、聚酰亞胺等。
8)減薄、背面金屬化:將上述鈍化完畢的硅片,背面采用砂輪、化學(xué)腐蝕等方法,將硅片減薄到需要的厚度。采用蒸發(fā)或者濺射等工藝方法實(shí)現(xiàn)背面歐姆接觸金屬8的淀積,從而引出背面陰極金屬。