[发明专利]硼铝源一次全扩散生产KP整流芯片的方法

摘要

本发明涉及硼铝源一次全扩散生产KP整流芯片的方法，包括硅片清洗、扩散、氧化、一次光刻、磷扩、割圆、烧结、蒸铝、二次光刻、台面腐蚀，其特征在于，所述扩散工序为一次全扩散，具体包括以下步骤：硼源、铝源制备和一次全扩散，扩散时保证石英闭管中硼源片和铝源片在待扩硅片中分布均匀，当表面浓度和结深达标时扩散完成。与现有技术相比，本发明的有益效果是：在PN结的生产制造过程中，采用硼铝两种元素扩散源，一次高温扩散成型，相同规格的大功率高压整流芯片产品对比，电压提高了800V～1000V，产品使用寿命多出500小时以上，减少了磷扩时间4～5小时，提高了扩散效率，硅单晶片的损伤减少，提高了成品率。

主权项

硼铝源一次全扩散生产KP整流芯片的方法，包括硅片清洗、扩散、氧化、一次光刻、磷扩、割圆、烧结、蒸铝、二次光刻、台面腐蚀，其特征在于，所述扩散工序为一次全扩散，具体包括以下步骤：1)硼源、铝源制备：(1)硼源制备：a.配制三氧化二硼溶液，取三氧化二硼∶优级无水乙醇＝10g∶100ml，用超声波把溶液均匀超开；b.制源用硅片清洗，先将硅片摆放在石英舟上，放入石英箱中，用1#液和2#液煮，各2遍，每次10分钟，再用去离子水冲净，烘干备用；c.清洗石英闭管，首先用氢氟酸溶液漂30分钟，用去离子水冲洗，然后用王水泡2h～4h，用大量去离子水冷热交替冲洗，冲完放入烘箱中烤干备用；d.硅片涂源，先将硅片从烘箱中取出，放在操作台里，取三氧化二硼溶液倒入石英皿里，然后依次放入硅片，硅片涂源后取出烤干，重复4～5次，装入石英闭管里，用氢氧焰将石英闭管两头封上，充高纯氩气，石英闭管用电火花真空检测器检测，呈粉红色时推入扩散炉恒温区，温度1250±1℃，时间为19h～20h，当表面浓度为0.3～0.5R□/Ω时即为硼源片，备用；(2)铝源制备a.铝丝腐蚀，取99.999％的高纯铝丝，用盐酸腐蚀液漂30秒，盐酸腐蚀液配制比例为，盐酸∶去离子水＝1∶1，漂完用去离子水冲净，烤干备用；b.制源用硅片清洗，先将硅片摆放在石英舟上，放入石英箱中，用1#液和2#液煮，各2遍，每次10分钟，再用去离子水冲净，烘干备用；c.将烧结炉温升至700℃～705℃，然后将前述腐蚀过的铝丝弯成“S”形，分别摆放硅片上，将硅片放在石英板上推入真空烧结炉中，真空烧结炉真空度为3×10‑3Mpa，待恒温后计时2分钟，然后直接推开炉体，降温后取出，硅片与铝丝焊成一体即为铝源片；2)一次全扩散(1)扩前预处理a.清洗石英环、石英片、硼源片和镊子，用去离子水洗2遍，每次10分钟，烘干备用；b.清洗石英闭管，先将石英闭管漂氢氟酸溶液30分钟，冲水后，再泡王水2h～4h，取出石英闭管，用冷、热去离子水交替冲20遍，放入烘箱中烘干备用；c.铝源片处理，将铝源片放入塑料槽中，放入盐酸腐蚀液，漂30秒后冲去离子水20遍，烘干备用；d.硅片处理，将待扩硅片分别摆放在石英舟上，放入石英箱中，倒入去油清洗剂，用超声波清洗4h以上，分别用1#液和2#液煮2遍，每次10分钟，用去离子水冲干净，放入温度180℃烘箱中，烘烤3h～4h，烤干备用；(2)将石英片、待扩硅片、石英片、硼源片、石英环、铝源片、石英片、待扩硅片依次放入石英闭管中，保证硼源片和铝源片在待扩硅片中分布均匀，用氢氧焰将石英闭管两头封上，充高纯氩气，石英闭管用电火花真空检测器检测，呈粉红色时推入扩散炉恒温区，温度1250±1℃，时间为20h～21h，当硅片厚度选用400±10mm时，电阻率为60～80Ωm，表面浓度为40R□/Ω～60R□/Ω，结深为70μm～75μm时扩散完成。