[发明专利]一种切割槽形成可控硅穿通结构及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可控硅生产工艺，尤其涉及一种切割槽形成穿通结构及其方法。

背景技术

目前常规可控硅生产工艺中，常规穿通工艺可控硅片厚度为220-230μm，为形成穿通结构，需高温长时间扩散，一般的高温扩散条件为：在1270℃下反应时间大于650h。这种方法本身工艺存在偏差并且还有可能无法穿通，工艺条件过于苛刻，生产中极大地影响了生产效率，生产过程极慢，长时间的高温扩散对器件的损害非常大，还会降低电压水平，使硅片变脆，提高破坏率，大大影响器件性能。因此，需要一种新的技术方案解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种效率高、生产过程快的切割槽形成可控硅穿通结构及其方法。

本发明采用的技术方案：一种切割槽形成可控硅穿通结构包括划切槽、穿通区和P^-短基区，穿通区位于该结构的四周，每个穿通区的上下部对称的设有划切槽， P^-短基区位于该结构的上下两端，上端的P^-短基区的上侧设有N⁺磷区，上端的P^-短基区与穿通区之间设有玻璃钝化层，玻璃钝化层上侧设有台面槽。

一种切割槽形成可控硅穿通结构的方法，包括选材、氧化、光刻穿通槽、短基区扩散、光刻阴极和阴极扩散步骤，在光刻穿通槽与短基区扩散步骤之间增加有切割槽步骤，在阴极扩散步骤之后的工艺包括有光刻台面槽、化学腐蚀台面槽、玻璃钝化和正面蒸铝步骤，

   切割槽步骤为：使用砂轮划片机对可控硅进行双面切割，切割槽完全对准穿通光刻图形，形成正背面对称的宽度20-30μm、深度77±2μm的槽；

阴极扩散步骤之后的工艺：光刻可控硅的台面槽，接下来使用冰乙酸、氢氟酸和硝酸的比例为1.5:3:10配置而成的化学腐蚀液对台面槽进行腐蚀，控制温度为0-3℃，腐蚀槽深60-85μm，接下来使用玻璃粉对可控硅进行刮涂并在扩散炉中温度为730±20℃时进行烧结使玻璃钝化，接下来使用引线孔板进行光刻引线孔，然后使用电子束蒸发台进行蒸铝，再使用铝反刻版进行光刻，在温度为490±20℃中放置0.5±0.2h合成铝合金，然后使用高真空电子束蒸发Ti-Ni-Ag三层金属使其背面金属化，三层金属的厚度分别为：Ti=600-1000 ?、Ni=3000-6000 ?、Ag=6000-18000 ?，最后使用分立器件对可控硅片进行测试，然后将硅片划透，蓝膜划切1/4-1/3厚度，最后进行芯片包装。

本发明的有益效果：采用划片机切割槽的形式对穿通环部分进行切割，使得实际需要的厚度等于或小于80μm，这样就在短基区扩散的同时形成穿通结构，完全避免高温长时间扩散；生产效率高，生产过程快；少子寿命长，可控硅电压高。

附图说明

图1为本发明产品的结构示意图。

其中，1、划切槽，2、穿通区，3、P^-短基区，4、N⁺磷区，5、台面槽，6、玻璃钝化层。

具体实施方式

实施例1

一种切割槽形成可控硅穿通结构包括划切槽1、穿通区2和P^-短基区3，穿通区2位于该结构的四周，每个穿通区2的上下部对称的设有划切槽1， P^-短基区3位于该结构的上下两端，上端的P^-短基区3的上侧设有N⁺磷区4，上端的P^-短基区3与穿通区2之间设有玻璃钝化层6，玻璃钝化层6上侧设有台面槽5。

一种切割槽形成可控硅穿通结构的方法，包括选材、氧化、光刻穿通槽、短基区扩散、光刻阴极和阴极扩散步骤，在光刻穿通槽与短基区扩散步骤之间增加有切割槽步骤，在阴极扩散步骤之后包括有光刻台面槽5、化学腐蚀台面槽5、玻璃钝化和正面蒸铝步骤，

   切割槽步骤为：使用砂轮划片机对可控硅进行双面切割，切割槽完全对准穿通光刻图形，形成正背面对称的宽度20μm、深度75μm的槽；