一种降低二次击穿比率的40v肖特基二极管的制作工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及二极管工艺技术领域，具体涉及一种降低二次击穿比率的40V肖特基二极管的制作工艺。
【背景技术】
[0002]目前使用的肖特基二极管主要制作工艺流程:
①硅片外延参数制定偏薄，一般在(外延厚度:4.6-5.1 um电阻率0.84-0.92 Ω.cm)
②初始氧化5000-7000A
③注入剂量5E+14-1.5E+15
④退火1050-1060°C
此工艺缺点:二次击穿比率高30%-100%，肖特基击穿曲线差，在器件使用过程中可靠性差。
[0003]目前使用的肖特基二极管主要工艺外延厚度薄，注入掺杂浓度低，退火温度低造成结浅，推结不均匀，造成二次击穿比率高，肖特基击穿曲线差。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决现有技术中存在的上述技术问题，提供了一种降低二次击穿比率的40V肖特基二极管的制作工艺。
[0005]为解决本发明存在的技术问题采用如下技术方案:
一种降低二次击穿比率的40V肖特基二极管制作工艺(只应用到40V中)其步骤为:
a、衬底娃片清洗:衬底娃片采用NH3H20:H202:H20=1:1:5的清洗液和HCL:H202:H20=1:1:5的清洗液在75±5°C各清洗10分钟，清洗后的衬底硅片冲水10± 1分钟，甩干后待用；
b、初始氧化:完成步骤a的衬底硅片进行初始氧化工艺，首先将硅片放入石英舟，然后进舟到石英炉管，舟速20±lcm/s，进舟结束，盖好磨口，在750±3°C通入氮气，每分钟6 ± 1升，通入30 土 1分钟，温度从750 °C升至950 V，温度保持在950 ± 3 °C，停止氮气改通入氧气，氧气通入10±1分钟后，改为氧气、氢气进行氢氧合成，氢氧合成时间为140±1分钟，其中，氧气通入速度为每分钟3.5 ± 1升，氢气通入速度为每分钟6.5 ± 1升，氢氧合成结束后再通入氧气30± 1分钟，其中，氧气通入速度为每分钟3.5± 1升，然后通入三氯乙烧10± 1分钟，三氯乙烧每分钟为80± 1晕升，再通氮气，每分钟6± 1升，温度由950°C降到750°C，取下磨口，出舟，舟速20± lcm/s，在石英舟上取片，工艺结束；
c、基区光刻:对完成步骤b的具有氧化层的衬底硅片进行光刻，其步骤为:
①涂胶:光刻胶粘度为100±1SC，涂胶厚度为28500±2000A ;
②前烘:将涂胶后的衬底硅片在85±5°C的烘箱中烘干30±1分钟；
③对位:在衬底硅片上设置掩膜版，将设置好的掩膜版的衬底硅片在光刻机的汞灯下曝光22±1秒，使掩膜版图形成像到衬底硅片表面； ④显影、定影:先用二甲苯显影10±1秒，然后用乙酸丁脂定影8±1秒；
⑤坚膜:将定影后的衬底硅片在140-155°C烘箱中烘干30±1分钟；
⑥氧化层腐蚀:将坚膜的衬底硅片用质量浓度40%的HF与质量浓度40%的NH4F按体积比1:6混合成腐蚀液腐蚀10±1分钟；
⑦去胶:将氧化层腐蚀后的衬底硅片用H2S04:H202=3:1浸泡液浸泡10±1分钟去除光刻胶；
d、注入:完成步骤c基区光刻后进行注入，硼注入剂量为2E-3E+15，能量为50-80Kev;
e、退火:将完成注入的晶片放入石英管中，然后进舟到石英炉管，舟速20±lcm/s，进舟结束，盖好磨口，在700±3°C通入氮气，每分钟6± 1升，74± 1分钟，温度从700 °C升至1070°C，温度保持在1070±3°C，停止氮气改通氧气，氧气通入10±1分钟后，改为氧气、氢气进行氢氧合成，氢氧合成时间为60±1分钟，其中氧气通入速度为每分钟3.5±1升，氢气通入速度为每分钟6.5±1升，氢氧合成结束后再通入氧气20±1分钟，其中氧气通入速度为每分钟3.5±1升，然后通入三氯乙烷10±1分钟，其中三氯乙烷每分钟为80±1毫升，再通氮气，每分钟6±1升，温度由1070°C降到700°C，取下磨口，出舟，舟速20±lcm/s，在石英舟上取片，工艺结束。
[0006]本发明的有益效果是:本发明提供了一种40V肖特基二极管降低二次击穿比率的制作工艺，采用了 2E-3E+15的高剂量离子注入，增大了 PN结的杂质浓度，同时采用高的退火温度增加了器件结深及均匀性。掺杂浓度越大，结深越深，器件的耐压能力越强。肖特基二极管为表面浅结器件，改进前结深为0.6±0.2um，工艺改进后结深为l±0.2um。通过两种工艺试验对比在保证VBR情况下，注入剂量越大，退火温度越高，相对掺杂浓度高，退火均匀性越好，工艺缺陷越少，结深越深二次击穿比率越低。改进后的肖特基二极管二次击穿比率在5%以下。本发明工艺:①硅片外延参数制定(外延厚度:5.2 -5.4 um电阻率0.84-0.92 Ω.cm)
②初始氧化5000-7000A
③注入剂量2E-3E+15
⑤退火 1070-1080°C
此工艺优点:二次击穿比率不仅在5%以下，肖特基击穿曲线好，在器件使用过程中可靠性高。
【附图说明】
[0007]图1.为本发明结构示意图；
图2.为图1的俯视图；
图3.不合格肖特基击穿曲线；
图4.合格肖特基击穿曲线。
【具体实施方式】
[0008]下面结合附图对本发明做进一步的详细说明:
实施例1
一种降低二次击穿比率的40V肖特基二极管制作工艺(只应用到40V中)其步骤为: a、衬底娃片清洗:衬底娃片采用NH3H20:H202:H20=1:1:5的清洗液和HCL:H202:H20=1:1:5的清洗液在75°C各清洗10分钟，清洗后的衬底硅片冲水10分钟，甩干后待用；
b、初始氧化:完成步骤a的衬底硅片进行初始氧化工艺，首先将硅片放入石英舟，然后进舟到石英炉管，舟速20cm/s，进舟结束，盖好磨口，在750°C通入氮气，每分钟6升，30分钟，温度从750°C升至950°C，温度保持在950°C，停止氮气改通氧气，氧气通入10分钟后，改为氧气、氢气进行氢氧合成，氢氧合成时间为140分钟，其中氧气通入速度为每分钟3.5升，氢气通入速度为每分钟6.5升，氢氧合成结束后再通入氧气30分钟，其中氧气通入速度为每分钟3.5升，然后通入三氯乙烷10分钟，其中三氯乙烷每分钟为80毫升，再通氮气，每分钟6升，温度由950°C降到750°C，取下磨口，出舟，舟速20cm/s，在石英舟上取片，工艺结束。工艺结束后测试氧化层厚度5160A。
[0009]c、基区光刻:对完成步骤b的具有氧化层的衬底硅片进行光刻，其步骤为:
①涂胶:光刻胶粘度为100SC，涂胶厚度为28500A;
②前烘:将涂胶后的衬底硅片在85°C的烘箱中烘干30分钟；
③对位:在衬底硅片上设置掩膜版，将设置好的掩膜版的衬底硅片在光刻机的汞灯下曝光22秒，使掩膜版图形成像到衬底硅片表面；
④显影、定影:先用二甲苯显影10秒，然后用乙酸丁脂定影8秒；
⑤坚膜:将定影后的衬底硅片在150°C烘箱中烘干30分钟；
⑥氧化层腐蚀:将坚膜的衬底硅片用质量浓度40%的HF与质量浓度40%的NH4F按体积比1:6混合成腐蚀液腐蚀10分钟；
⑦去胶:将氧化层腐蚀后的衬底硅片用硫酸:双氧水=3:1浸泡液浸泡10分钟去除光刻胶；
d、注入:完成步骤c基区光刻后进行注入，硼注入剂量为5E+14-1.5E+15，能量为50Kev ；
e、退火:将完成注入的晶片放入石英管中，然后进舟到石英炉管，舟速20cm/s，进舟结束，盖好磨口，在700°C通入氮气，每分钟6升，74分钟，温度从700°C升至1070°C，温度保持在1070°C，停止氮气改通氧气，氧气通入1 0分钟后，改为氧气、氢气进行氢氧合成，氢氧合成时间为60分钟，其中氧气通入速度为每分钟3.5升，氢气通入速度为每分钟6.5升，氢氧合成结束后再通入氧气20分钟，其中氧气通入速度为每分钟3.5升，然后通入三氯乙烷10分钟，其中三氯乙烷每分钟为80毫升，再通氮气，每分钟6升，温度由1070°C降到700°C，取下磨口，出舟，舟速20cm/s，在石英舟上取片，工艺结束。工艺结束后氧化层厚度为:5920A。
[0010]f、二次击穿比率测试试验
二次击穿比率测试试验设备及测试工艺条件二次击穿比率测试仪:TYPE 576 CURVE TRACER 测试方法:
1)测试片选用正面金属制作完成肖特基二极管4英寸圆片；
2)每片总管芯数:6800只，抽测点数:每片16点测试，测试10片；
3)二次击穿幅度:多2V判定不合格，记录不合格点数，具体不合格与合格肖特基击穿曲线判定不意图见图3、图4 ;
4)不合格点数除以总测试点数为二次击穿比率数据； 5) 二次击穿比率目标< 5%
具体实际测试二次击穿曲线个数:5个，比率为:3.125%
实施例2
一种降低二次击穿比率的40V肖特基二极管制作工艺(只应用到40V中)其步骤为:
a、衬底娃片清洗:衬底娃片采用NH3H20:H202:H20=1:1:5的清洗液和HCL:H202:H20=1:1:5的清洗液在70°C各清洗9分钟，清洗后的衬底硅片冲水9分钟，甩干后待用；
b、初始氧化:完成步骤a的衬底硅片进行初始氧化工艺，首先将硅片放入石英舟，然后进舟到石英炉管，舟速19cm/s，进舟结束，盖好磨口，在747°C通入氮气，每分钟5升，29分钟，温度从747°C升至947 °C，温度保持在947 °C，停止氮气改通氧气，氧气通入9分钟后，改为氧气、氢气进行氢氧合成，氢氧合成时间为139分钟，其中氧气通入速度为每分钟2.5升，氢气通入速度为每分钟5.5升，氢氧合成结束后再通入氧气29分钟，其中氧气通入速度为每分钟2.5升，然后通入三氯乙烷9分钟，其中三氯乙烷每分钟为79毫升，再通氮气，每分钟5升，温度由947°C降到750°C，取下