本發(fā)明涉及一種新型的n⁺p^-結(jié)構(gòu)快恢復(fù)二極管芯片的制造方法，應(yīng)用在集成電路或分立器件制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

快恢復(fù)二極管因具有反向恢復(fù)時間短、高溫特性好等特點，被廣泛用于各類高頻電路；目前國內(nèi)半導(dǎo)體生產(chǎn)廠商生產(chǎn)的快恢復(fù)二極管芯片都是p⁺n^-結(jié)構(gòu)（見圖1）；該結(jié)構(gòu)產(chǎn)品特點是陽極在芯片正面，陰極在芯片背面；而市場上用于快恢復(fù)二極管芯片封裝的主流封裝形式為to-220（見圖2），這就造成了組裝后的產(chǎn)品僅可以作為共陰極產(chǎn)品使用。但整機應(yīng)用上也有共陽極使用需求，于是就導(dǎo)致了目前國內(nèi)半導(dǎo)體廠商生產(chǎn)的快恢復(fù)二極管芯片無法滿足所有整機應(yīng)用需求，存有弊端。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種新型的n⁺p^-結(jié)構(gòu)快恢復(fù)二極管芯片的制造方法，以滿足市場需要。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案為：一種n+p-結(jié)構(gòu)快恢復(fù)二極管芯片的制造方法，所述二極管芯片的縱向結(jié)構(gòu)從下至上依次為陽極金屬、半導(dǎo)體硅片p⁺襯底層、p^-外延層、p⁺溝道截止環(huán)、氧化層、n⁺陰極區(qū)與陰極金屬，所述制造方法的步驟如下：

步驟一：在一定厚度半導(dǎo)體硅片p⁺襯底層上外延具有一定電阻率與厚度的p^-外延層；

步驟二：通過高溫氧化，生長一定厚度的氧化層；

步驟三：通過光刻，去除n⁺陰極區(qū)上的氧化層，并在去除氧化層的區(qū)域摻入雜質(zhì)磷；再通過高溫氧化與擴散方式，將雜質(zhì)磷擴散至一定深度，形成n⁺陰極區(qū)，同時在n⁺陰極區(qū)生長一層氧化層；

步驟四：通過光刻，去除p⁺溝道截止環(huán)上的氧化層，并在去除氧化層的區(qū)域摻入雜質(zhì)硼；再通過高溫氧化與擴散方式，將雜質(zhì)硼擴散至一定深度，形成p⁺溝道截止環(huán)，同時在p⁺溝道截止環(huán)生長一層氧化層；

步驟五：通過減薄方式，將半導(dǎo)體硅片p⁺襯底層無外延層一側(cè)減去不少于5μm的一層，使硅片背面裸露出新鮮的硅；再通過濺射方式淀積一定厚度的重金屬，最后通過高溫擴散方式將重金屬擴散分布在半導(dǎo)體硅片p⁺襯底層、p⁺外延層、p⁺溝道截止環(huán)與n⁺陰極區(qū)中；

步驟六：通過光刻，去除陰極電極處的氧化層，通過蒸發(fā)或濺射的方式淀積一層一定厚度的陰極電極金屬；再通過光刻方式去除陰極電極以外區(qū)域金屬；最后通過低溫處理方式，將陰極金屬與n⁺陰極區(qū)相結(jié)合形成良好的歐姆接觸；

步驟七：再通過減薄方式，將半導(dǎo)體硅片p⁺襯底層無外延層一側(cè)減去一層，使整個芯片減薄到一定厚度；再通過蒸發(fā)或濺射方式淀積一定厚度的陽極金屬，這樣n⁺p^-結(jié)構(gòu)快恢復(fù)二極管芯片加工完成。

優(yōu)選地，步驟一中的半導(dǎo)體硅片p⁺襯底層的厚度為300-530μm，p-外延層的厚度為25-150um，電阻率為10-100ω.cm。

優(yōu)選地，步驟二中的高溫氧化溫度為900℃-1100℃，時間為50min-300min，氧化層的厚度為0.8-1.5μm。

優(yōu)選地，步驟三中摻入雜質(zhì)磷的方式為利用離子注入方式或采用三氯氧磷液態(tài)源摻雜，雜質(zhì)磷的計量為1e14cm^-2-1e16cm^-2，高溫氧化與擴散的溫度為1000℃-1250℃，時間為50min-300min，n⁺陰極區(qū)的深度為5μm-60μm，n⁺陰極區(qū)上生長的氧化層厚度為0.5-1.5μm。

優(yōu)選地，步驟四中摻入雜質(zhì)硼的方式為利用離子注入方式或采用csd乳膠源涂覆，雜質(zhì)硼的劑量為1e14cm^-2-1e16cm^-2，高溫氧化與擴散的溫度為900℃-1250℃，時間為50min-300min，p⁺溝道截止環(huán)的深度為2μm-10μm，p⁺溝道截止環(huán)上生長的氧化層厚度為0.5-1.5μm。

優(yōu)選地，步驟五中通過濺射方式淀積的重金屬厚度為50?-1000?，高溫擴散的溫度為800-1100℃，時間為20-200min。

優(yōu)選地，步驟六中陰極電極金屬的厚度為2.0-10.0μm，低溫處理的溫度為400-550℃，時間為10-60min。

優(yōu)選地，步驟七中芯片減薄后的厚度為200-350μm，陽極金屬的厚度為0.5-3.0μm，材質(zhì)為ti/ni/ag或cr/ni/ag或v/ni/ag。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

本發(fā)明通過將兩個芯片封裝在to-220等封裝形式中，實現(xiàn)共陽極應(yīng)用。豐富了快恢復(fù)二極管芯片市場，滿足了整機應(yīng)用要求，降低了加工成本，彌補了n⁺p^-結(jié)構(gòu)快恢復(fù)二極管芯片空白；同時還為整機設(shè)計提供了全新的思路。

附圖說明

圖1為目前p⁺n^-結(jié)構(gòu)快恢復(fù)二極管芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為目前主流封裝形式to-220的封裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例中n⁺p^-結(jié)構(gòu)快恢復(fù)二極管芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。

參見圖3，本發(fā)明涉及一種n⁺p^-結(jié)構(gòu)快恢復(fù)二極管芯片的制造方法，其縱向結(jié)構(gòu)從下至上依次為陽極金屬1、半導(dǎo)體硅片p⁺襯底層2、p^-外延層3、p⁺溝道截止環(huán)4、氧化層5、n⁺陰極區(qū)6與陰極金屬7，其制造方法試下步驟如下：

步驟一：在一定厚度（300-530μm）半導(dǎo)體硅片p⁺襯底（≤0.02ω.cm）層2上外延具有一定電阻率（10-100ω.cm左右）與厚度（25-150um左右）的p^-外延層3；

步驟二：通過高溫氧化，生長一定厚度（0.8-1.5μm）的氧化層5；

步驟三：通過光刻，去除n⁺陰極區(qū)6上的氧化層，利用離子注入方式注入一定劑量（1e14cm^-2-1e16cm^-2）的磷離子或者采用三氯氧磷液態(tài)源等摻雜方式摻入雜質(zhì)磷；再通過高溫氧化與擴散（1000℃-1250℃，50min-300min）方式，將雜質(zhì)磷擴散至一定深度（5μm-60μm），形成n⁺陰極區(qū)6，同時在n⁺陰極區(qū)6生長一層氧化層（0.5-1.5μm）；

步驟四：通過光刻，去除p⁺溝道截止環(huán)4上的氧化層，利用離子注入方式注入一定劑量（1e14cm^-2-1e16cm^-2）的硼離子或者采用csd乳膠源涂覆等摻雜方式摻入雜質(zhì)硼；再通過高溫氧化與擴散（900℃-1250℃，50min-300min）方式，將雜質(zhì)硼擴散至一定深度（2μm-10μm），形成p⁺溝道截止環(huán)4，同時在p⁺溝道截止環(huán)4生長一層氧化層（0.5-1.5μm）；

步驟五：通過減薄方式，將半導(dǎo)體硅片p⁺襯底層2無外延層一側(cè)（硅片背面）減去不少于5μm的一層，使硅片背面裸露出新鮮的硅；再通過濺射方式淀積一定厚度（50?-1000?）的重金屬，最后通過高溫（800-1100℃，20-200min）擴散方式將重金屬擴散分布在半導(dǎo)體硅片p⁺襯底層2、p⁺外延層3、p⁺溝道截止環(huán)4與n⁺陰極區(qū)6中；

步驟六：通過光刻，去除陰極電極7處的氧化層，通過蒸發(fā)或濺射的方式淀積一層一定厚度（2.0-10.0μm）的陰極電極金屬（鋁或鋁硅或鋁硅銅合金）；再通過光刻方式去除陰極電極7以外區(qū)域金屬；最后通過低溫（400-550℃，10-60min）處理方式，將陰極金屬與n⁺陰極區(qū)6相結(jié)合形成良好的歐姆接觸；

步驟七：再通過減薄方式，將半導(dǎo)體硅片p⁺襯底層2無外延層一側(cè)減去一層，使整個芯片減薄到一定厚度（200-350μm）；再通過蒸發(fā)或濺射方式淀積一定厚度（0.5-3.0μm）的陽極金屬1（ti/ni/ag或cr/ni/ag或v/ni/ag）；這樣，n⁺p^-結(jié)構(gòu)快恢復(fù)二極管芯片加工完成。

除上述實施例外，本發(fā)明還包括有其他實施方式，凡采用等同變換或者等效替換方式形成的技術(shù)方案，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。