专利名称：一种低功耗深结深功率芯片扩散方法
技术领域：
本发明涉及一种低功耗深结深功率芯片扩散方法。
背景技术：
二极体整流器件在整流过程中，因自身存在一定的正向压降，工作时导致的发热 是不容忽视的。更为重要的是，由于半导体产品采用掺杂扩散，温度高导致芯片中的掺杂具 有更高的能态，从而使产品的反向漏电流高，高的漏电流形成更高的反向功耗，导致发热加 剧，形成恶性循环而导致器件的损坏。因此，半导体器件低功耗化是发展趋势。传统的浅结扩散方式，虽具有一定的低成本优势，但其工作的功耗过大，不适应目 前的低碳化趋势。但是目前世面上的低功耗芯片技术，采用的是外延工艺，因其工艺难度和生产成 本较高，长期掌握在国外厂商手中，批量化和低成本化在我国国内是一项空白。虽然大量台 湾二极管生产商将其封装的后道作业转移到大陆地区，但作为核心技术的前道作业——芯 片主要依赖进口，这严重制约了我国电子产业的发展和升级。
发明内容
本发明的发明目的在于针对存在的前述问题，本公司积极进行技术研发，开发 的低功耗深结深功率芯片扩散法，不仅产品芯片的功耗低，具有高可靠性，在性能上能够达 到国外同类产品水平，同时成本也与普通扩散法制作的芯片基本一致。首先是基区宽度降 低了大约50um，我们需要从扩散片的厚度上来减小，因为仅仅通过扩散来解决该问题基本 是不可能的。因此我们通过减薄扩散片的总厚度来达到这一目的。根据不同产品的需要，我们把芯片的基区设计在了 50 lOOum，要做到该基区宽 度，我们就需要解决扩散片的厚度、平整度和强度问题。流程原硅片一清洗一附磷源一 扩磷一研磨一清洗一附硼源一扩硼一研磨一清洗。首先是基区宽度降低了大约50um，我们 需要从扩散片的厚度上来减小，因为仅仅通过扩散来解决该问题基本是不可能的。因此我 们通过减薄扩散片的总厚度来达到这一目的。为了达到减薄的目的，我们采用了降低每次 减薄量进行多次减薄的方式进行。而其他厂家为了提高生产效率，减少减薄次数，一般采 用1. IKg的喷砂压力，每次减薄6 7um，这样残留于硅片的应力较大，对于我们的薄厚度 的工艺是非常大的损坏，导致后续加工过程的高破片率，为了解决该难题，我们采用0. 7Kg 的喷砂压力，每次减薄2 3um，这样能够保证喷砂基本不会残留应力在硅片上，这一方案 的效果在后续的破片率降低上得到了验证。另外，为了能够在后续的电泳GPP生产过程减 少破片，我们在扩散可过程采用缓慢降温的方式，改传统的每分钟降温50°C到每分钟降温 15°C,这样的降温速度能够有效的降低残留在硅片中的温度应力。这样虽然导致一些成本 的提升，但是后续芯片的韧性大大提高，成品率不会受到任何的影响。通过以上改进，项目 产品在功耗方面可较传统产品降低6% 10%，同样的，由于发热较低可使整机厂家使用 的铝散热器的面积降低6% 10%，从而该散热器的成本也可相应降低。
图1是本发明低功耗深结深功率芯片扩散法流程示意图。图2是项目产品与同类产品功耗对比示意图。图3是芯片的基区示意图。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明作详细的说明。为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。如图1所示，根据不同产品的需要，我们把芯片的基区设计在了 50 lOOum，要做 到该基区宽度，我们就需要解决扩散片的厚度、平整度和强度问题。首先是基区宽度降低了大约50um，我们需要从扩散片的厚度上来减小，因为仅仅 通过扩散来解决该问题基本是不可能的。因此我们通过减薄扩散片的总厚度来达到这一目 的。为了达到减薄的目的，我们采用了降低每次减薄量进行多次减薄的方式进行。而其他厂 家为了提高生产效率，减少减薄次数，一般采用1. IKg的喷砂压力，每次减薄6 7um，这样 残留于硅片的应力较大，对于我们的薄厚度的工艺是非常大的损坏，导致后续加工过程的 高破片率，为了解决该难题，我们采用0. 7Kg的喷砂压力，每次减薄2 3um，这样能够保证 喷砂基本不会残留应力在硅片上，这一方案的效果在后续的破片率降低上得到了验证。另 外，为了能够在后续的电泳GPP生产过程减少破片，我们在扩散可过程采用缓慢降温的方 式，改传统的每分钟降温50°C到每分钟降温15°C，，这样的降温速度能够有效的降低残留 在硅片中的温度应力。这样虽然导致一些成本的提升，但是后续芯片的韧性大大提高，成品 率不会受到任何的影响。。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种低功耗深结深功率芯片扩散方法，其特征在于通过从减小扩散片的厚度从而使 基区宽度降低了约50um ；该方法的工作步骤如下原硅片一清洗一附磷源一扩磷一研磨一清洗一附硼源一扩硼一研磨一清洗。
2.根据权利要求1所述的低功耗深结深功率芯片扩散方法，其特征在于前述的该方法 的工作步骤的具体工作流程是a)采用0.7Kg的喷砂压力，每次减薄2 3um;b)在扩散可过程采用缓慢降温的方式，改传统的每分钟降温50°C到每分钟降温15°C， 用于降低残留在硅片中的温度应力。
全文摘要
本发明公开了一种低功耗深结深功率芯片扩散方法，其特征在于通过从减小扩散片的厚度从而使基区宽度降低了约50um；该方法的工作步骤如下原硅片→清洗→附磷源→扩磷→研磨→清洗→附硼源→扩硼→研磨→清洗。具体工作流程是a)采用0.7kg的喷砂压力，每次减薄2～3um;b)在扩散可过程采用缓慢降温的方式，改传统的每分钟降温50℃到每分钟降温15℃，用于降低残留在硅片中的温度应力。不仅产品芯片的功耗低，具有高可靠性，在性能上能够达到国外同类产品水平，同时成本也与普通扩散法制作的芯片基本一致。
文档编号H01L21/22GK102129972SQ20111004182
公开日2011年7月20日 申请日期2011年2月21日 优先权日2011年2月21日
发明者杜俱元, 邱志述 申请人:乐山无线电股份有限公司