專利名稱：一種低壓芯片的生產(chǎn)工藝及其低壓芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于芯片生產(chǎn)制備的技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種低壓芯片的生產(chǎn)工藝及其低壓芯片。
背景技術(shù)：
目前低壓芯片的漏電大，很難滿足目前客戶對這一參數(shù)越來越嚴(yán)格的要求，例如6.8V電壓的瞬態(tài)抑止二極管用芯片的漏電流用其工作電壓去測無法做到20UA以內(nèi)。為了滿足低漏電的要求，有的采用淺結(jié)擴(kuò)散的方法，但這樣做造成在金屬與硅合金的過程中容易與P/N結(jié)導(dǎo)通，造成產(chǎn)品失效?，F(xiàn)有的低壓芯片生產(chǎn)采用低溫氧化工藝不能滿足氧化層的厚度，無法起到鈍化的目的，更無法在封裝工藝中應(yīng)運(yùn)自如。低壓擴(kuò)散不能做到結(jié)深在23UM以上又可以達(dá)到浪涌和VC的要求。臺面工藝P/N結(jié)處的清潔與保護(hù)是至關(guān)重要，受到環(huán)境與工藝條件的限制，現(xiàn)有工藝的清潔度很難達(dá)到技術(shù)要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述存在的缺陷而提供一種低壓芯片的生產(chǎn)工藝及其低壓芯片，該工藝簡單易操作，由該工藝所制備的低壓芯片漏電值低，滿足低漏電的要求。本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種低壓芯片的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
(1)選取P型原硅片:選用電阻率為0.002 0.0037歐姆/厘米，厚度為290 340微米的P型原硅片；
(2)硼雜質(zhì)擴(kuò)散前預(yù)處理:首先將步驟(I)所選取的P型原硅片在I 3°C溫度條件下在由硝酸、氫氟酸和冰乙酸配比而成的混合酸內(nèi)進(jìn)行化學(xué)腐蝕30秒，其中按體積比硝酸:氫氟酸:冰乙酸為18:1:1 ;然后將P型原硅片在純水內(nèi)沖洗干凈后放置于由雙氧水、氨水和水配比而成的I號液中加熱升溫，使P型原硅片在80 95°C下進(jìn)行清洗10分鐘，其中按體積比雙氧水:氨水:水為1:1:6 ;在I號液中清洗完畢后用水沖洗干凈,再將P型原硅片置于由雙氧水、鹽酸和水配比而成的II號液中加熱升溫，使P型原硅片在80 95°C下進(jìn)行清洗10分鐘，其中按體積比雙氧水:鹽酸:水為1:1:6 ;最后沖水清洗干凈并烘干；
(3)硼雜質(zhì)擴(kuò)散:將預(yù)處理后的P型原硅片放置于爐內(nèi)，加熱升溫，在1200 1300°C條件下進(jìn)行硼雜質(zhì)的擴(kuò)散，然后降溫至500 600°C出爐，在P型原硅片的上下表面上形成P+擴(kuò)散層；
(4)晶分/清洗:將步驟(3)完成硼雜質(zhì)擴(kuò)散的P型原硅片放置于氫氟酸內(nèi)浸泡分開，再放置于純水內(nèi)沖水清洗I小時(shí)，所述的氫氟酸為電子級；
(5)磷雜質(zhì)擴(kuò)散:在200 40(TC條件下進(jìn)爐，加熱升溫至90(TC進(jìn)行第一段磷雜質(zhì)擴(kuò)散；再加熱升溫至1200 130(TC條件下進(jìn)行第二段磷雜質(zhì)擴(kuò)散，完成整個(gè)磷雜質(zhì)擴(kuò)散，形成磷雜質(zhì)擴(kuò)散層，最后降溫至500 600°C出爐，P+擴(kuò)散層與磷雜質(zhì)擴(kuò)散層之間形成U型P/N結(jié)；
(6)晶分/清洗:將步驟(5)完成磷雜質(zhì)擴(kuò)散的P型原硅片放置于氫氟酸內(nèi)浸泡分開，再在純水內(nèi)沖水清洗I小時(shí)；所述的氫氟酸為電子級；
(7)臺面加工:噴砂；去砂清洗；氧化退火；一刻；臺面腐蝕；
(8)鈍化前清洗:首先將完成步驟(7)的晶片用由硝酸、氫氟酸和冰乙酸配比而成的混合酸清洗一分鐘后，其中按體積比硝酸:氫氟酸:冰乙酸為18:1:1 ;然后沖水清洗10分鐘后，再放入由氫氟酸和水配比而成的溶液中除去氧化層，其中按體積比氫氟酸:水為1:1 ;最后在80 95 °C下加熱清洗10分鐘；
(9)鈉離子的清洗:將完成步驟(8)的晶片放入石英管中加熱至1200°C并注入氯氣和氧氣，其中按體積比氯氣:氧氣為1:4 ;進(jìn)行U型P/N結(jié)處鈉離子的清洗，清洗時(shí)間為30 60分鐘；
(10)玻璃鈍化:玻璃保護(hù)；二刻；玻璃腐蝕；
(11)成品制作:鍍鎳前清洗；鍍鎳/合金；劃片；測試；包裝。所述步驟(3)中硼雜質(zhì)擴(kuò)散的溫度為1200 1240°C。所述步驟(5)中第二段磷雜質(zhì)擴(kuò)散的溫度為1220 1260°C。所述步驟(5)中U型P/N結(jié)的擴(kuò)散結(jié)深大于23微米。所述生產(chǎn)工藝制備的低壓芯片，包括P型原硅片，該P(yáng)型原硅片的上表面與下表面均覆有P+擴(kuò)散層；p+擴(kuò)散層通過U型P/N結(jié)結(jié)構(gòu)與磷雜質(zhì)擴(kuò)散層相連接；磷雜質(zhì)擴(kuò)散層位于U型P/N結(jié)結(jié)構(gòu)的凹槽內(nèi)，磷雜質(zhì)擴(kuò)散層的上表面覆有合金層；在U型P/N結(jié)結(jié)構(gòu)的兩個(gè)直立端端部上均有摻氯氧化層，在摻氯氧化層上覆有玻璃鈍化層。本發(fā)明的有益效果為:(I)在P型原硅片上擴(kuò)散硼雜質(zhì)，使P型原硅片增加P+擴(kuò)散層，在P+擴(kuò)散層上加擴(kuò)磷雜質(zhì)，得到磷雜質(zhì)擴(kuò)散層，使P+擴(kuò)散層與磷雜質(zhì)擴(kuò)散層形成U型P/N結(jié)。P型原硅片上擴(kuò)散硼雜質(zhì)，通過高濃度的硼雜質(zhì)來抑止磷雜質(zhì)擴(kuò)散的梯度，達(dá)到緩變向突變結(jié)轉(zhuǎn)型的目的，這樣擴(kuò)散梯度陡，提高了擴(kuò)散梯度，使得擴(kuò)散接近于P/N結(jié)的濃度分布，并且也縮小耗盡層，達(dá)到降低漏電的目的，可以充分降低漏電值。(2)磷雜質(zhì)的擴(kuò)散采用兩段式的階段性擴(kuò)散方式，將擴(kuò)散雜質(zhì)的分解、堆積、再分布的過程控制在盡可能小的線型擴(kuò)散內(nèi)，選用磷雜質(zhì)最佳的分布溫度作為擴(kuò)散溫度，結(jié)合磷雜質(zhì)的再分布所需要的時(shí)間，將擴(kuò)散結(jié)深控制在23UM以上，保證足夠的電場寬度，也保證了足夠的空間來完成金屬與硅的合金達(dá)到鍵合的目的，利于合金的順利進(jìn)行，并且避免產(chǎn)品因擴(kuò)散結(jié)深過淺而產(chǎn)生的失效。(3)在進(jìn)行鈉離子的清洗時(shí)，將晶片放入石英管中加熱至1200°C并注入氯氣和氧氣，采用高溫長時(shí)間氧化工藝，吸咐U型P/N結(jié)處的鈉離子污染，高溫氯氣束縛鈉離子，控制鈉離子在U型P/N結(jié)處的可移動(dòng)性，將U型P/N結(jié)處的鈉離子吸附在由硅與氧化層在高溫下所產(chǎn)生的二氧化硅層內(nèi)，阻止鈉離子移動(dòng)所造成的漏電?？梢赃M(jìn)一步降低漏電值。(4)使用玻璃保護(hù)的鈍化方式將U型P/N結(jié)的外露部分保護(hù)起來，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性，消除了產(chǎn)品可能存在的隱患。采用玻璃鈍化保護(hù)的方式來保護(hù)U型P/N結(jié)，使用產(chǎn)品的可靠性及穩(wěn)定性都有一個(gè)明顯的提升。產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)如下:(1)產(chǎn)品電壓偏壓值在+/-3%左右；(2)產(chǎn)品在工作電壓下測漏電值在30UA以下；(3)產(chǎn)品可以承受規(guī)定值的110%浪涌的沖擊；(4)產(chǎn)品能夠完成表格I所示的可靠性試驗(yàn)零失效的目標(biāo)。表格I
權(quán)利要求
1.一種低壓芯片的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟: (1)選取P型原硅片:選用電阻率為0.002 0.0037歐姆/厘米，厚度為290 340微米的P 型原娃片； (2)硼雜質(zhì)擴(kuò)散前預(yù)處理:首先將步驟(I)所選取的P型原硅片在I 3°C溫度條件下在由硝酸、氫氟酸和冰乙酸配比而成的混合酸內(nèi)進(jìn)行化學(xué)腐蝕30秒，其中按體積比硝酸:氫氟酸:冰乙酸為18:1:1 ;然后將P型原硅片在純水內(nèi)沖洗干凈后放置于由雙氧水、氨水和水配比而成的I號液中加熱升溫，使P型原硅片在80 95°C下進(jìn)行清洗10分鐘，其中按體積比雙氧水:氨水:水為1:1:6 ;在I號液中清洗完畢后用水沖洗干凈,再將P型原硅片置于由雙氧水、鹽酸和水配比而成的II號液中加熱升溫，使P型原硅片在80 95°C下進(jìn)行清洗10分鐘，其中按體積比雙氧水:鹽酸:水為1:1:6 ;最后沖水清洗干凈并烘干； (3)硼雜質(zhì)擴(kuò)散:將預(yù)處理后的P型原硅片放置于爐內(nèi)，加熱升溫，在1200 1300°C條件下進(jìn)行硼雜質(zhì)的擴(kuò)散 ，然后降溫至500 600°C出爐，在P型原硅片的上下表面上形成P+擴(kuò)散層； (4)晶分/清洗:將步驟(3)完成硼雜質(zhì)擴(kuò)散的P型原硅片放置于氫氟酸內(nèi)浸泡分開，再放置于純水內(nèi)沖水清洗I小時(shí)，所述的氫氟酸為電子級； (5)磷雜質(zhì)擴(kuò)散:在200 40(TC條件下進(jìn)爐，加熱升溫至90(TC進(jìn)行第一段磷雜質(zhì)擴(kuò)散；再加熱升溫至1200 130(TC條件下進(jìn)行第二段磷雜質(zhì)擴(kuò)散，完成整個(gè)磷雜質(zhì)擴(kuò)散，形成磷雜質(zhì)擴(kuò)散層，最后降溫至500 600°C出爐，P+擴(kuò)散層與磷雜質(zhì)擴(kuò)散層之間形成U型P/N結(jié)； (6)晶分/清洗:將步驟(5)完成磷雜質(zhì)擴(kuò)散的P型原硅片放置于氫氟酸內(nèi)浸泡分開，再在純水內(nèi)沖水清洗I小時(shí)；所述的氫氟酸為電子級； (7)臺面加工:噴砂；去砂清洗；氧化退火；一刻；臺面腐蝕； (8)鈍化前清洗:首先將完成步驟(7)的晶片用由硝酸、氫氟酸和冰乙酸配比而成的混合酸清洗一分鐘后，其中按體積比硝酸:氫氟酸:冰乙酸為18:1:1 ;然后沖水清洗10分鐘后，再放入由氫氟酸和水配比而成的溶液中除去氧化層，其中按體積比氫氟酸:水為1:1 ；最后在80 95 °C下加熱清洗10分鐘； (9)鈉離子的清洗:將完成步驟(8)的晶片放入石英管中加熱至1200°C并注入氯氣和氧氣，其中按體積比氯氣:氧氣為1:4 ;進(jìn)行U型P/N結(jié)處鈉離子的清洗，清洗時(shí)間為30 60分鐘； (10)玻璃鈍化:玻璃保護(hù)；二刻；玻璃腐蝕； (11)成品制作:鍍鎳前清洗；鍍鎳/合金；劃片；測試；包裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓芯片的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述步驟(3)中硼雜質(zhì)擴(kuò)散的溫度為1200 1240°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓芯片的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述步驟(5)中第二段磷雜質(zhì)擴(kuò)散的溫度為1220 1260°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓芯片的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述步驟(5)中U型P/N結(jié)的擴(kuò)散結(jié)深大于23微米。
5.權(quán)利要求1所述生產(chǎn)工藝制備的低壓芯片，其特征在于，包括P型原硅片，該P(yáng)型原硅片的上表面與下表面均覆有P+擴(kuò)散層；P+擴(kuò)散層通過U型P/N結(jié)結(jié)構(gòu)與磷雜質(zhì)擴(kuò)散層相連接；磷雜質(zhì)擴(kuò)散層位于U型P/N結(jié)結(jié)構(gòu)的凹槽內(nèi)，磷雜質(zhì)擴(kuò)散層的上表面覆有合金層；在U型P/N結(jié)結(jié)構(gòu)的兩個(gè)直立端端部`上均有摻氯氧化層，在摻氯氧化層上覆有玻璃鈍化層。
全文摘要
本發(fā)明屬于芯片生產(chǎn)制備的技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種低壓芯片的生產(chǎn)工藝及其低壓芯片。一種低壓芯片的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟(1)選取P型原硅片；(2)硼雜質(zhì)擴(kuò)散前預(yù)處理；(3)硼雜質(zhì)擴(kuò)散；(4)晶分/清洗；(5)磷雜質(zhì)擴(kuò)散；(6)晶分/清洗；(7)臺面加工；(8)鈍化前清洗；(9)鈉離子的清洗；(10)玻璃鈍化；(11)成品制作。該工藝簡單易操作，由該工藝所制備的低壓芯片漏電值低，滿足低漏電的要求。
文檔編號H01L29/861GK103107086SQ20131003322
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者陳思太, 盛春芳 申請人:淄博晨啟電子有限公司