一种切割槽形成可控硅穿通结构及其方法

一种切割槽形成可控硅穿通结构及其方法
【专利摘要】本发明公开了一种切割槽形成可控硅穿通结构及其方法，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。有益效果：生产效率高，生产过程快；少子寿命长，可控硅电压高。
【专利说明】一种切割槽形成可控硅穿通结构及其方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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220-230 μ m,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°C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】

[0003]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。
[0004]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。
[0005]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20-30 μ m、深度77±2 μ m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°C，腐蚀槽深60-85 μ m,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 土 20 V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°C中放置0.5±0.2h合成铝合金,然后使用高真空电子束蒸发T1-N1-Ag三层金属使其背面金属化，三层金属的厚度分别为:Ti=600-1000A、Ni=3000-6000 L Ag=6000-18000 A，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。
[0006]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80 μ m，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。
【专利附图】

【附图说明】
[0007]图1为本发明产品的结构示意图。
[0008]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】
[0009]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。
[0010]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20 μ m、深度75 μ m的槽；
阴极扩散步骤之后的工艺:光刻可控硅的台面槽5，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5进行腐蚀，控制温度为0°C，腐蚀槽深60 μ m，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710°C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470°C中放置0.3h合成铝合金，然后使用高真空电子束蒸发T1-N1-Ag三层金属使其背面金属化，三层金属的厚度分别为:Ti=600 A、Ni=3000 A、Ag=6000A,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厚度，最后进行芯片包装。
[0011]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80 μ m，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。
[0012]实施例2
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。
[0013]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25 μ m、深度77 μ m的槽；
阴极扩散步骤之后的工艺:光刻可控硅的台面槽5，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5进行腐蚀，控制温度为1.5°C，腐蚀槽深68 μ m，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°C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°C中放置0.5h合成铝合金，然后使用高真空电子束蒸发T1-N1-Ag三层金属使其背面金属化，三层金属的厚度分别为:Ti=800 A、Ni=4500 A、Ag=12000A，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1/3厚度，最后进行芯片包装。
[0014]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80 μ m，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。
[0015]实施例3
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。
[0016]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30 μ m、深度79 μ m的槽；
阴极扩散步骤之后的工艺:光刻可控硅的台面槽5，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5进行腐蚀，控制温度为3°C，腐蚀槽深85 μ m，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750°C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510°C中放置0.7h合成铝合金，然后使用高真空电子束蒸发T1-N1-Ag三层金属使其背面金属化，三层金属的厚度分别为:Ti=IOOO A、Ni=6000 A、Ag=ISOOO A，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1/3厚度，最后进行芯片包装。
[0017]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80 μ m，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。
【权利要求】
1.一种切割槽形成可控硅穿通结构，其特征在于:该结构包括划切槽、穿通区和P—短基区，所述穿通区位于该结构的四周，所述每个穿通区的上下部对称的设有划切槽，所述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，所述上端的P_短基区与穿通区之间设有玻璃钝化层，所述玻璃钝化层上侧设有台面槽。
2.一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，其特征在于: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， 所述切割槽步骤为: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20-30 μ m、深度77±2 μ m的槽； 所述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°C，腐蚀槽深60-85 μ m，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°C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°C中放置0.5±0.2h合成铝合金，然后使用高真空电子束蒸发T1-N1-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 A、Ni=3000-6000 A、Ag=6000_18000 A，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。
【文档编号】H01L29/74GK103730488SQ201310682748
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】耿开远, 周建, 刘宗贺, 李建新 申请人:启东吉莱电子有限公司