瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝制造技術

本發明專利技術公開了瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝，該瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝包括兩個生產制程：擴散制程及GPP制程。擴散制程的步驟為：原硅片測試、原硅片清洗、附磷、磷擴、磷晶分、單面吹砂、單吹清洗、涂硼、硼擴、硼晶分、硼面吹砂、硼吹清洗；其中，步驟硼擴包括一次硼擴及二次硼擴;GPP制程的步驟依次為：氧化、一次光刻、溝槽蝕刻、燒光阻、溝槽清洗、形成SIPOS鈍化膜、玻璃鈍化、二次光刻、表面蝕刻、鍍鎳金。本發明專利技術的瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝，其減少了芯片缺陷，使電壓分布更集中，同時降低了反向漏電流。

【技術實現步驟摘要】
瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝
本專利技術涉及一種半導體器件的制造領域，特別涉及一種瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝。
技術介紹
當今瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝，分為擴散制程及GPP制程。擴散制程步驟為:原硅片測試一原硅片清洗一附磷一磷擴散一磷晶分一單面吹砂一單吹清洗一涂硼一硼擴散一硼晶分一硼吹一硼吹清洗。其中，涂硼后的硅片只進行一次硼擴散，其過程為:將硅片推入500°C的擴散爐，控制擴散爐以5°C /分鐘的速率升溫至1262°C，1262°C恒溫IOH后，再以4°C /分鐘的速率降溫至500°C后出爐。其降溫過程較快，使晶片易存在較大的缺陷，同時，只進行一次恒定表面源擴散與一次限定表面源擴散，使電壓分布不集中。GPP制程步驟為:氧化一一次光刻一溝槽蝕刻一燒光阻一溝槽清洗一玻璃鈍化一二次光刻一表面蝕刻一鍍鎳金。其溝槽清洗完，直接進行玻璃鈍化以形成鈍化保護層。如圖1所示，P (硼)區33的PN結界面的第一層就是玻璃鈍化層44，硅與玻璃的界面仍存在較高濃度的界面態、界面上玻璃中有微氣泡，使得器件工作時反向漏電流增大。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種減少芯片缺陷、降低反向漏電流的瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝。為了實現上述目的，本專利技術提供的瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝包括兩個生產制程:擴散制程及GPP制程: 擴散制程的步驟依次為:原硅片測試、原硅片清洗、附磷、磷擴、磷晶分、單面吹砂、單吹清洗、涂硼、硼擴、硼晶分、硼面吹砂、硼吹清洗；其中，步驟硼擴包括兩次硼擴過程，分別為一次硼擴及二次硼擴； GPP制程的步驟依次為:氧化、一次光刻、溝槽蝕刻、燒光阻、溝槽清洗、形成SIPOS鈍化膜、玻璃鈍化、二次光刻、表面蝕刻、鍍鎳金和劃片； 一次硼擴及二次硼擴的過程為:一次硼擴的過程為:擴散爐的初始溫度為500°C，以5°C /分鐘的速率升溫至1262°C，恒溫IOH后，再以1°C /分鐘的速率降溫至1150°C，恒溫IH后，以1°C /分鐘的速率降溫至500°C后出爐；二次硼擴的過程為:擴散爐的初始溫度為500°C，以5°C /分鐘的速率升溫至1262°C，恒溫2H后，再以1°C /分鐘的速率降溫至1150°C，恒溫IH后，以I°C /分鐘的速率降溫至500°C后出爐。在一些實施方式中，形成SIPOS鈍化膜的過程為:在芯片P區PN結溝槽中做LPCVD，形成SIPOS鈍化膜。本專利技術的瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝，其擴散制程的硼擴過程，將降溫的速率從4°C /分鐘降低到1°C /分鐘，以消除降溫過快產生的應力與缺陷；同時，擴散過程增加了 1150°C的退火過程，以消除高溫過程產生的應力，減少芯片缺陷；再者，硼擴散過程包括一次恒定表面源擴散與兩次限定表面源擴散，以形成更好的濃度梯度，使電壓分布更集中；其GPP制程中增加LPCVD工序，形成SIPOS鈍化膜，將氣泡阻隔在界面之外，降低了反向漏電流。【附圖說明】圖1為現有技術中瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝完成后芯片的剖面圖； 圖2為本專利技術一種實施方式的瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝中擴散制程的流程圖； 圖3為本專利技術一種實施方式瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝中擴散制程完成后芯片的剖面圖； 圖4為本專利技術一種實施方式的瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝中GPP制程的流程圖； 圖5為本專利技術一種實施方式瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝中GPP制程完成后芯片的剖面圖； 圖6為本專利技術一種實施方式瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝中GPP制程關鍵流程狀態圖； 圖7為本專利技術一種實施方式瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝中一次光刻的流程狀態圖； 圖8為本專利技術一種實施方式瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝中溝槽蝕刻的流程狀態圖； 圖9為本專利技術一種實施方式瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝中玻璃鈍化的流程狀態圖； 圖10為本專利技術一種實施方式瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝中二次光刻的流程狀態圖； 圖11為本專利技術一種實施方式瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝中表面蝕刻的流程狀態圖； 圖12為本專利技術一種實施方式瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝中鍍鎳金的流程狀態圖； 圖13為本專利技術一種實施方式瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝中劃片的流程狀態圖。【具體實施方式】下面結合附圖及具體實施例來對本專利技術作進一步的詳細描述說明。如圖2至圖5示意性地顯示了根據本專利技術一種實施方式的瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝。本專利技術的瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝包括兩個生產制程:擴散制程及GPP制程。如圖2和圖3所示，擴散制程的步驟包括: Al:原硅片測試，測試原硅片的電阻率及厚度，以保證投料的準確性。選取電阻率為0.04-0.05 Q.cm，片厚為295-305 y m的N型硅材料雙磨片。A2:原硅片清洗，去除原硅片表面的雜質，以免影響后續步驟。其過程為:首先將裝有硅片的花籃置于混酸(硝酸，冰乙酸，氫氟酸的體積比:5:5:1)中腐蝕60秒，純水沖洗10分鐘；然后置于氫氟酸中5分鐘，純水沖洗10分鐘；接著將硅片置于哈摩粉溶液中，用頻率為2.8KHZ的超聲波超聲清洗20分鐘，純水沖洗10分鐘；再進行熱純水超聲清洗20±lmin，純水沖洗10分鐘；最后用常溫IPA溶液進行兩次脫水并進烘箱烘干。A3:附磷，將磷紙源附著在硅片其中一面的表面，以備擴散用。其過程為:從烘箱中取出裝有清洗好的硅片的花籃放在操作臺上；用鑷子取出磷紙放在兩片硅片之間，相鄰的兩片硅片共用一張磷紙，一籃片子磷紙擺放完成后，小心取下夾有磷紙的硅片將其垂直整齊地放在石英舟上，并用擋片塞緊進低溫爐。A4:磷擴，將磷雜質擴散入硅片，形成磷結及高濃度N (磷)區。其過程為:低溫爐擴散:初始爐溫280°C，以1°C /min的速率升溫至550°C恒溫1H，時間到后，將材料轉高溫爐。高溫爐擴散:初始爐溫500°C，以5°C /min的速率升溫至1220°C，恒溫2H，以4°C /min的速率降溫至500°C，出爐。A5:磷晶分，磷擴完的片子泡于氫氟酸中24H左右，沖水60分鐘，并檢查片子是否完全分開后，泡IPA脫水，烘干，收片。A6:單面吹砂，用吹除的方式消除磷擴對硅片未附磷面所造成的影響。其過程為:硅片以50±5cm/min的傳動速度速進入真空吹砂室中，將未附磷面朝上，以0.9-1.3Kg/cm2的壓力進行單面噴沙即可。A7:單吹清洗，去除吹砂對硅片表面造成的污染，保證芯片電性不受影響。其過程為:首先將裝有硅片的花籃置于純水溢水超聲20分鐘，純水沖洗10分鐘；然后置于氫氟酸中5分鐘，純水沖洗10分鐘；接著將硅片置于哈摩粉溶液中，用頻率為2.8KHZ的超聲波超聲清洗20分鐘，純水沖洗10分鐘；再進行熱純水超聲清洗20± lmin，純水沖洗10分鐘；最后用常溫IPA溶液進行兩次脫水并進烘箱烘干。AS:涂硼，將硼雜質涂敷在硅片未擴散磷的一面表面，以備擴散用；其過程為:配置好涂硼液，用美術筆頭沾取適量涂硼液。然后再旋轉的硅片未涂硼一面均勻地涂上一層硼液，涂好的硅片置于電熱板烘干，硼面相對，兩片一疊，將硅片疊好后垂直放于適應舟上，并用擋片塞緊，進硼擴爐。A9:硼擴，將硼雜質擴散入硅片內，以形成PN結及P (硼)區。硅片分兩次本文檔來自技高網...

【技術保護點】
瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝?，其特征在于，包括兩個生產制程：擴散制程及GPP制程：所述擴散制程的步驟依次為：原硅片測試、原硅片清洗、附磷、磷擴、磷晶分、單面吹砂、單吹清洗、涂硼、硼擴、硼晶分、硼面吹砂、硼吹清洗；其中，步驟硼擴包括兩次硼擴過程，分別為一次硼擴及二次硼擴；所述GPP制程的步驟依次為：氧化、一次光刻、溝槽蝕刻、燒光阻、溝槽清洗、形成SIPOS鈍化膜、玻璃鈍化?、二次光刻、表面蝕刻、?鍍鎳金和劃片；所述一次硼擴及二次硼擴的過程為：一次硼擴的過程為：擴散爐的初始溫度為500℃，以5℃/分鐘的速率升溫至1262℃，恒溫10H后，再以1℃/分鐘的速率降溫至1150℃，恒溫1H后，以1℃/分鐘的速率降溫至500℃后出爐；二次硼擴的過程為：擴散爐的初始溫度為500℃，以5℃/分鐘的速率升溫至1262℃，恒溫2H后，再以1℃/分鐘的速率降溫至1150℃，恒溫1H后，以1℃/分鐘的速率降溫至500℃后出爐。

【技術特征摘要】
1.瞬態電壓抑制二極管芯片的制作工藝，其特征在于，包括兩個生產制程:擴散制程及GPP制程: 所述擴散制程的步驟依次為:原硅片測試、原硅片清洗、附磷、磷擴、磷晶分、單面吹砂、單吹清洗、涂硼、硼擴、硼晶分、硼面吹砂、硼吹清洗；其中，步驟硼擴包括兩次硼擴過程，分別為一次硼擴及二次硼擴； 所述GPP制程的步驟依次為:氧化、一次光刻、溝槽蝕刻、燒光阻、溝槽清洗、形成SIPOS鈍化膜、玻璃鈍化、二次光刻、表面蝕刻、鍍鎳金和劃片； 所述一次硼擴及二次硼擴的過程為:一次硼擴的過程為:擴散爐的初始溫度為500°C，以5°...

【專利技術屬性】
技術研發人員：應燕霞，李國良，陸延年，劉海花，
申請(專利權)人：南通康比電子有限公司，
類型：發明
國別省市：