一種帶有七層對(duì)通隔離結(jié)構(gòu)的可控硅芯片及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種帶有七層對(duì)通隔離結(jié)構(gòu)的可控硅芯片，尤其涉及一種用于可控硅芯片制造的七層對(duì)通隔離結(jié)構(gòu)，同時(shí)提供實(shí)現(xiàn)該可控硅器件芯片的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)通隔離結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于可控硅芯片，目前已有的對(duì)通隔離結(jié)構(gòu)主要有硼擴(kuò)散穿通隔離結(jié)構(gòu)和激光穿孔真空擴(kuò)鋁結(jié)構(gòu)，例如:【背景技術(shù)】I:硼擴(kuò)散穿通隔離技術(shù)，隔離區(qū)實(shí)現(xiàn)方法:雙面光刻隔離窗口一雙面硼予沉積一高溫推結(jié)，優(yōu)點(diǎn):生產(chǎn)步驟少，缺點(diǎn):擴(kuò)散時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)能耗大、效率低，隔離區(qū)表面的橫向擴(kuò)散大，導(dǎo)致隔離區(qū)寬度大，浪費(fèi)硅片面積;【背景技術(shù)】2:激光穿孔然后真空擴(kuò)鋁技術(shù)，隔離區(qū)實(shí)現(xiàn)方法:激光打孔一真空閉管擴(kuò)鋁一高溫推結(jié)，優(yōu)點(diǎn):擴(kuò)散時(shí)間短，同步形成隔離區(qū)、P1、P2區(qū)，缺點(diǎn):激光穿孔效率低，由于硅片上布滿密密麻麻的穿通孔，增加后續(xù)制程的難度，硅片在后續(xù)的制程中破碎率大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種帶有七層對(duì)通隔離結(jié)構(gòu)的可控硅芯片及其制備方法。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種帶有七層對(duì)通隔離結(jié)構(gòu)的可控硅芯片及其制備方法，包括陽(yáng)極區(qū)Pl、N-型長(zhǎng)基區(qū)、短基區(qū)P2、N-+型陰極區(qū)和正面的氧化膜、正面的門(mén)極金屬電極、正面的陰極金屬電極、背面的陽(yáng)極金屬電極、環(huán)形鈍化溝槽及七層對(duì)通隔離結(jié)構(gòu)的隔離環(huán)，所述七層對(duì)通隔離結(jié)構(gòu)的隔離環(huán)是由從上到下的硼雜質(zhì)區(qū)、硼鋁混合雜質(zhì)區(qū)、鋁雜質(zhì)區(qū)、鋁-鋁交疊雜質(zhì)區(qū)、鋁雜質(zhì)區(qū)、硼鋁混合雜質(zhì)區(qū)、硼雜質(zhì)區(qū)構(gòu)成，所述七層對(duì)通隔離結(jié)構(gòu)的隔離環(huán)沿垂直方向設(shè)于正面的氧化膜與背面的陽(yáng)極金屬電極之間并且環(huán)繞于陽(yáng)極區(qū)P1、N-型長(zhǎng)基區(qū)、短基區(qū)P2四周。
[0005]所述硼雜質(zhì)區(qū)厚度為20-30um，所述硼鋁混合雜質(zhì)區(qū)厚度為25-30um，所述鋁雜質(zhì)區(qū)厚度為45-55um，所述鋁-鋁交疊雜質(zhì)區(qū)厚度為30-40umo
[0006]—種帶有七層對(duì)通隔離結(jié)構(gòu)的可控硅芯片的制備方法包括以下步驟:硅單晶片、化學(xué)腐蝕或拋光、硅片清洗、氧化、雙面光刻對(duì)通隔離窗口、雙面硼予沉積、雙面離子注入鋁、減薄氧化膜、高溫推結(jié)、光刻正面短基區(qū)窗口和背面陽(yáng)極區(qū)窗口、同步進(jìn)行正面短基區(qū)和背面陽(yáng)極區(qū)硼擴(kuò)散、光刻正面陰極區(qū)窗口、正面陰極區(qū)磷擴(kuò)散、光刻鈍化溝槽窗口、臺(tái)面腐蝕及清洗、玻璃鈍化、光刻正面引線孔、正面蒸鋁膜、光刻正面鋁電極、合金、背面噴砂及清洗、背面蒸T1-N1-Ag、芯片測(cè)試和分選—?jiǎng)澠?，雙面硼予沉積同步進(jìn)行，雙面離子注入鋁對(duì)正、背面分別進(jìn)行，高溫推結(jié)對(duì)硼雜質(zhì)和鋁雜質(zhì)同時(shí)進(jìn)行。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):擴(kuò)散時(shí)間短、生產(chǎn)能耗低、效率高，硅片完整率高，隔離區(qū)表面的橫向擴(kuò)散少，隔離區(qū)寬度小，節(jié)約硅片面積。
【附圖說(shuō)明】
[0008]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)敘述。
[0009]圖1為【背景技術(shù)】I的可控硅芯片的縱向結(jié)構(gòu)剖面圖；
圖2為【背景技術(shù)】I的隔離區(qū)雜質(zhì)分布曲線圖；
圖3為【背景技術(shù)】2的可控硅芯片的縱向結(jié)構(gòu)剖面圖；
圖4為本發(fā)明可控硅芯片的縱向結(jié)構(gòu)剖面圖；
圖5為本發(fā)明的隔離區(qū)雜質(zhì)分布曲線圖。
[0010]其中:1、氧化膜;2、正面的門(mén)極金屬電極;3、正面的門(mén)極金屬電極;4、環(huán)形鈍化溝槽;5、短基區(qū)P2;6、N-+型陰極區(qū)；7、N-型長(zhǎng)基區(qū)；8、陽(yáng)極區(qū)Pl;9、背面的陽(yáng)極金屬電極；10、硼雜質(zhì)區(qū)；10’、硼雜質(zhì)區(qū)；11、硼、鋁混合雜質(zhì)區(qū)；12、鋁雜質(zhì)區(qū)；13、鋁-鋁交疊雜質(zhì)區(qū)；14、硼、硼混合雜質(zhì)區(qū)。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖4、5所示一種帶有七層對(duì)通隔離結(jié)構(gòu)的可控硅芯片及其制備方法，包括陽(yáng)極區(qū)P18、N-型長(zhǎng)基區(qū)7、短基區(qū)P2 5、N-+型陰極區(qū)6和正面的氧化膜1、正面的門(mén)極金屬電極2、正面的陰極金屬電極3、背面的陽(yáng)極金屬電極9、環(huán)形鈍化溝槽4及填充于鈍化溝槽內(nèi)的玻璃鈍化膜和七層對(duì)通隔離結(jié)構(gòu)的隔離環(huán)，七層對(duì)通隔離結(jié)構(gòu)的隔離環(huán)是由從上到下的硼雜質(zhì)區(qū)10、硼、鋁混合雜質(zhì)區(qū)11、鋁雜質(zhì)區(qū)12、鋁-鋁交疊雜質(zhì)區(qū)13、鋁雜質(zhì)區(qū)12、硼、鋁混合雜質(zhì)區(qū)11、硼雜質(zhì)區(qū)構(gòu)成10，七層對(duì)通隔離結(jié)構(gòu)的隔離環(huán)沿垂直方向設(shè)于正面的氧化膜I與背面的陽(yáng)極金屬電極9之間并且環(huán)繞于陽(yáng)極區(qū)P18、N-型長(zhǎng)基區(qū)7、短基區(qū)P2 5四周，硼雜質(zhì)區(qū)10厚度為20-30um，硼鋁混合雜質(zhì)區(qū)11厚度為25-30um，鋁雜質(zhì)區(qū)12厚度為45-55um，鋁-鋁交疊雜質(zhì)區(qū)13厚度為30-40um。
[0012]—種帶有七層對(duì)通隔離結(jié)構(gòu)的可控硅芯片的制備方法包括以下步驟:硅單晶片、化學(xué)腐蝕或拋光、硅片清洗、氧化、雙面光刻對(duì)通隔離窗口、雙面硼予沉積、雙面離子注入鋁、減薄氧化膜、高溫推結(jié)、光刻正面短基區(qū)窗口和背面陽(yáng)極區(qū)窗口、同步進(jìn)行正面短基區(qū)和背面陽(yáng)極區(qū)硼擴(kuò)散、光刻正面陰極區(qū)窗口、正面陰極區(qū)磷擴(kuò)散、光刻鈍化溝槽窗口、臺(tái)面腐蝕及清洗、玻璃鈍化、光刻正面引線孔、正面蒸鋁膜、光刻正面鋁電極、合金、背面噴砂及清洗、背面蒸T1-N1-Ag、芯片測(cè)試和分選—?jiǎng)澠p面光刻對(duì)通隔離窗口后，同步在雙面的對(duì)通隔離窗口內(nèi)進(jìn)行硼予沉積，再分別對(duì)正、背面進(jìn)行離子注入鋁，減薄氧化膜以去除氧化膜表面的鋁雜質(zhì)層，然后同時(shí)對(duì)硼雜質(zhì)和鋁雜質(zhì)進(jìn)行高溫推結(jié)。
[0013]具體工藝步驟如下:
1、硅單晶片，條件:Ρ=20-25-30-35-40-45-50 Ω.cm，硅單晶片厚度t=(250?300)±5
um0
[0014]2、硅片化學(xué)腐蝕或拋光，條件:完成后的硅片厚度t=(210?260)±5 um。
[0015]3、硅片清洗，條件:對(duì)硅片進(jìn)行RCA清洗。
[0016]4、氧化，條件:T=1120±2CTC，t=8.0±lh，氧化層厚度=1.3-1.5um。
[0017]5、雙面光刻對(duì)通隔離窗口，條件:雙面勻光刻膠-前烘-雙面曝光-顯影-堅(jiān)膜-腐蝕氧化膜-去膠-甩干。
[0018]6、雙面硼予沉積，條件:T=1070 ± 20cC，t=2.2 ± 0.5h，RO =4.5 ±0.8 Ω /□，在隔離窗口內(nèi)形成硼予沉積層。
[0019]7、