[发明专利]一种晶闸管芯片制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶闸管芯片制备方法，属半导体器件制造技术领域。 

背景技术

目前, 在制备方形晶闸管芯片的方法中，一般都包括用对通扩散法形成对通隔离区，对通部分采用的扩散源主要分为纯硼、镓铝或纯铝。纯铝为对通扩散源的优点是扩散时间短、速度快，能够实现400微米以上的N型硅片两面部分P型对通。硅片完成对通隔离后，再依次进行P型杂质扩散、光刻、N型杂质扩散、台面造型、槽内钝化、双面金属化和芯片分割，最后制成晶闸管芯片。 

已有技术的铝对通扩散常规方法包括以下步骤：（1）硅片清洗；（2）硅片双面蒸铝；（3）光刻蚀铝；（4）对通扩散，形成铝对通隔离区。常规对通扩散法工艺简单，但由于该对通方法是对硅片表面的铝进行对通扩散，其扩散时间长，扩散温度高，特别是由于反刻铝,其光刻版绝大部分是黑体，面积较大，在翻版的过程中很难完好，再光刻过程中硅片和光刻版接触易造成光刻版损坏，由此在硅片表面不可避免地会产生铝小岛。并且由于二氧化硅对铝、镓不能屏蔽，铝小岛在对通扩散过程中将向硅片体内扩散，其深度和对通部位扩散深度相当，会造成正反向电压低压，甚至穿通，严重影响晶闸管芯片的合格率。 

发明内容

本发明主要解决在晶闸管芯片制备中硅片使用常规方法对通扩散存在的铝小岛问题，新提供一种晶闸管芯片制备方法，提高晶闸管芯片合格率。 

本发明所述的一种晶闸管芯片制备方法，包括以下步骤： 

（1）在硅片选定做对通扩散的区域内，用光刻和腐蚀的方法两面对称的腐蚀挖槽，其挖槽宽60-300微米、深20-120微米；

（2）在挖槽的硅片双面蒸铝，铝层厚度0.3-3微米；

（3）将挖槽内有铝层的硅片放在扩散炉内预扩散，温度600-1200℃，时间1-20小时；

（4）将预扩散后的硅片双面抛光，单面去除厚度5-15微米；

（5）将抛光硅片在扩散炉内进行铝对通再扩散，温度1200-1250℃、时间10-50小时，形成铝对通隔离区。

本发明结合挖槽和抛光方法，使硅片形成铝对通隔离区,其挖槽缩短了对通扩散时间，再经过抛光彻底去除铝层反刻残留的小岛，与采用常规铝对通方法相比，晶闸管芯片成品率提高10%以上。 

附图说明

图1为常规方法铝对通扩散流程示意图。 

图2为本发明铝对通扩散流程示意图。 

  

具体实施方式

附图标注说明： N型硅片截面图（1-1）、硅片双面蒸铝后截面图（1-2）、硅片光刻蚀铝后截面图（1-3）、硅片铝对通扩散后截面示意图（1-4）； N型硅片截面示意图(2-1)、硅片光刻和腐蚀挖槽后截面示意图(2-2)、硅片双面蒸铝后截面示意图(2-3)、硅片双面抛光后截面示意图(2-4)、硅片铝对通扩散后截面示意图(2-5)。以及 N型硅片（10、20）、挖槽21、铝层（12、22、23）、铝对通隔离区（14、24）。 

如图1的（1-2）至（1-4）所示，常规的晶闸管芯片制备方法中，其硅片铝对通扩散步骤为：硅片清洗、硅片双面蒸铝、硅片光刻蚀铝和硅片铝对通扩散。 

如图2的（1-2）至（1-5）所示，本发明所述的一种晶闸管芯片制备方法，包括以下步骤： 

（1）在硅片20选定做对通扩散隔离的区域内，用光刻和腐蚀的方法两面对称的腐蚀挖槽21，其挖槽21宽60-300微米、深20-120微米；

（2）在挖槽21的硅片双面蒸铝，铝层（22、23）厚度0.3-3微米；

（3）将挖槽21内有铝层23的硅片放在扩散炉内预扩散，温度600-1200℃，时间1-20小时；

（4）将预扩散后的硅片双面抛光，单面去除厚度5-15微米；

（5）将抛光硅片在扩散炉内进行铝对通再扩散，温度1200-1250℃、时间10-50小时，形成铝对通隔离区。

本发明依次通过硅片清洗、光刻腐蚀挖槽、蒸铝、预扩散、抛光、对通再扩散，从而使硅片完成铝对通扩散隔离。其方法将挖槽和抛光巧妙地结合一起，通过挖槽扩散缩短对通扩散时间，由抛光彻底去除铝层反刻残留的小岛，与常规铝对通方法相比，本发明的晶闸管芯片成品率提高10%以上。 

另外，将抛光和铝对通扩散后的硅片在后工序依次进行P型杂质扩散、光刻、N型杂质扩散、台面造型、槽内钝化、双面金属化和芯片分割，制成台面型晶闸管芯片。