一種小型化高壓二極管的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高壓二極管生產(chǎn)技術(shù)，具體是一種應(yīng)用于負(fù)離子發(fā)生器的小型化高壓 二極管的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來迅猛發(fā)展的電子市場給高壓二極管產(chǎn)品注入新的活力，同時(shí)市場競爭不斷 激烈。半導(dǎo)體行業(yè)正在步入產(chǎn)品的更新升級(jí)和深化發(fā)展的新時(shí)期，隨著產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展，對(duì) 電子產(chǎn)品裝配要求越來越來高，提高單位面積電子器件的密度越來越重要，尺寸過大的器 件越來越不能滿足市場的需求，小型化的器件更能夠符合客戶的設(shè)計(jì)需求。目前半導(dǎo)體行 業(yè)內(nèi)小型化外形的用于負(fù)離子發(fā)生器的高壓二極管產(chǎn)品仍然是空白，為更好的滿足市場需 求，增強(qiáng)產(chǎn)品競爭力，應(yīng)盡快設(shè)計(jì)開發(fā)出應(yīng)用于負(fù)離子發(fā)生器的小型化高壓二極管產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 鑒于現(xiàn)有技術(shù)狀況，本發(fā)明研發(fā)一種小型化高壓二極管的制備方法。為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品 的小型化，減小管芯的長度尺寸，該方法采用降低厚度且提高電阻率的原始娃片進(jìn)行制備， 為確保其電性能穩(wěn)定可靠，制備方法采用紙?jiān)磾U(kuò)散工藝替代傳統(tǒng)的乳膠源擴(kuò)散工藝。
[0004] 本發(fā)明采取的技術(shù)方案是；一種小型化高壓二極管的制備方法，其特征在于，采用 厚度為280微米的原始娃片，單塊合金塊的原始娃片數(shù)量為9片，采用紙?jiān)磾U(kuò)散工藝，其制 備工藝步驟如下： (1) .疊片 用聚四氣綴子夾取娃片、紙?jiān)?，按擋塊一模擬片一磯紙?jiān)匆煌奁粶y(cè)紙?jiān)匆煌奁淮?紙?jiān)匆煌奁粶y(cè)紙?jiān)?? ?娃片一磯紙?jiān)匆荒M片一擋塊的順序?qū)?片娃片垂直疊放好； (2) .燒源 將疊源后的娃片進(jìn)行燒源，使用設(shè)備為石英管擴(kuò)散爐； 3.燒磯源；石英管擴(kuò)散爐爐溫200±5。恒溫50111111;氣體流量；氧氣2.5±0.117111111; 氮?dú)?2. 5 + 0.1 L/min ; b.燒測(cè)源：石英管擴(kuò)散爐爐溫500±5°C，升溫速率2°C /min,恒溫120 + lmin ; (3) .擴(kuò)散 將擴(kuò)散舟放入碳化娃管擴(kuò)散爐，當(dāng)爐溫為650 + 5C時(shí)，上調(diào)爐溫，升溫速率為2°C / min,升至1200±rC后，恒溫190min;然后繼續(xù)升溫，升溫速率為2°C /min,直至升溫為 1269C時(shí)關(guān)閉氧氣，調(diào)節(jié)氮?dú)饬髁繛?. 0 + 0.1 L/min，爐溫為1270±rC，恒溫18 +化； (4) .出爐 降溫速率2°C /min至80(TC，恒溫205min，關(guān)閉加熱開關(guān)，冷卻后出爐。
[0005] 本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是；采取本方法制備的高壓二極管具有體積小、電氣 特性穩(wěn)定、可靠性高等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了高壓二極管管芯長度為2. 96 + 0. 15mm，管體尺寸為 〇2mm*5mm的小型化，滿足了負(fù)離子發(fā)生器對(duì)小型化高壓二極管的市場需求。
【具體實(shí)施方式】
[0006] W下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明： (A)為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的小型化，減小管芯的長度尺寸，故需降低單片原始娃片的厚度，采用 厚度為280微米的原始娃片，原始娃片從娃片供應(yīng)商直接采購(娃片合金后的厚度為管芯 的長度)。
[0007] (B)由于原始娃片厚度減小，且單塊合金塊的原始娃片數(shù)量減少為9片，由于原始 娃片數(shù)量減少，故造成產(chǎn)品的擊穿電壓（即VZ值）下降(原始娃片越薄，擊穿電壓越低；合金 塊的娃片數(shù)量越少，擊穿電壓越低)。
[0008] (C)為彌補(bǔ)VZ值的下降，保證產(chǎn)品電性要求，在對(duì)娃片的擴(kuò)散過程中采用紙?jiān)磾U(kuò) 散替代原來的乳膠源擴(kuò)散。
[0009] PN結(jié)；紙?jiān)磾U(kuò)散為測(cè)鉛結(jié)，乳膠源擴(kuò)散為測(cè)結(jié)。由于紙?jiān)磾U(kuò)散的測(cè)鉛結(jié)屬于緩變 結(jié)，擊穿電壓值較高；乳膠源擴(kuò)散的測(cè)結(jié)為突變結(jié)，擊穿電壓值較低，故采用紙?jiān)磾U(kuò)散替代 乳膠源擴(kuò)散。具體步驟如下： (1) .疊片 用聚四氣綴子夾取娃片、紙?jiān)?，按擋塊一模擬片一磯紙?jiān)匆煌奁粶y(cè)紙?jiān)匆煌奁淮?紙?jiān)匆煌奁粶y(cè)紙?jiān)?? ?娃片一磯紙?jiān)匆荒M片一擋塊的順序?qū)?片娃片垂直疊放好； (2) .燒源 將疊源后的娃片進(jìn)行燒源，使用設(shè)備為石英管擴(kuò)散爐； a. 燒磯源：石英管擴(kuò)散爐爐溫20(TC，恒溫50min ;氣體流量；氧氣2.化/min ;氮?dú)?2. 5L/min ； b. 燒測(cè)源擊英管擴(kuò)散爐爐溫50(TC，升溫速率2°C /min,恒溫120min ; (3) .擴(kuò)散 將擴(kuò)散舟放入碳化娃管擴(kuò)散爐，當(dāng)爐溫為65(TC時(shí)，上調(diào)爐溫，升溫速率為2°C /min,升 至120(TC后，恒溫190min ;然后繼續(xù)升溫，升溫速率為2°C /min,直至升溫為1269C時(shí)關(guān)閉 氧氣，調(diào)節(jié)氮?dú)饬髁繛?.化/min,爐溫為127(TC，恒溫1她； (4) .出爐 降溫速率2°C /min至80(TC，恒溫205min，關(guān)閉加熱開關(guān)，冷卻后出爐。
[0010] (D)由于原始娃片的電阻率越高，產(chǎn)品的VZ值越大，故采購原始娃片時(shí)，要求供應(yīng) 商增大娃片的電阻率，采用原始娃片的電阻率標(biāo)準(zhǔn)為35~50Q ? cm。
[0011] (E)通過W上調(diào)整和設(shè)計(jì)，縮小了管芯尺寸，管芯長度為2. 96±0. 15mm，管體尺寸 為 〇 2mm* 5mm。
[0012] 經(jīng)檢測(cè)，W上實(shí)施例制備的小型化高壓二極管的電性能指標(biāo)如下表：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種小型化高壓二極管的制備方法，其特征在于，采用厚度為280微米的原始娃片， 單塊合金塊的原始娃片數(shù)量為9片，采用紙?jiān)磾U(kuò)散工藝，其制備工藝步驟如下： (1) .疊片 用聚四氣綴子夾取娃片、紙?jiān)矗磽鯄K一模擬片一磯紙?jiān)匆煌奁粶y(cè)紙?jiān)匆煌奁淮?紙?jiān)匆煌奁粶y(cè)紙?jiān)?? ?娃片一磯紙?jiān)匆荒M片一擋塊的順序?qū)?片娃片垂直疊放好； (2) .燒源 將疊源后的娃片進(jìn)行燒源，使用設(shè)備為石英管擴(kuò)散爐； a. 燒磯源擊英管擴(kuò)散爐爐溫200 + 5。恒溫50min ;氣體流量；氧氣2. 5 + 0.1 L/min ; 氮?dú)?2. 5 + 0.1 L/min ; b. 燒測(cè)源：石英管擴(kuò)散爐爐溫500±5°C，升溫速率2°C /min,恒溫120 + lmin ; (3) .擴(kuò)散 將擴(kuò)散舟放入碳化娃管擴(kuò)散爐，當(dāng)爐溫為650 + 5C時(shí)，上調(diào)爐溫，升溫速率為2°C / min,升至1200±rC后，恒溫190min ;然后繼續(xù)升溫，升溫速率為2°C /min,直至升溫為 1269C時(shí)關(guān)閉氧氣，調(diào)節(jié)氮?dú)饬髁繛?. 0 + 0.1 L/min，爐溫為1270±rC，恒溫18 +化； (4) .出爐 降溫速率2°C /min至80(TC，恒溫205min，關(guān)閉加熱開關(guān)，冷卻后出爐。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型化高壓二極管的制備方法，其特征在于，采用原始 娃片的電阻率為35~50 Q ? cm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型化高壓二極管的制備方法，其特征在于，所述的小 型化高壓二極管管芯長度為2. 96 + 0. 15mm，管體尺寸為〇2mm*5mm。
【專利摘要】本發(fā)明涉及小型化高壓二極管的制備方法。其步驟：按順序?qū)?片硅片垂直疊放好后燒磷源：爐溫200±5℃，恒溫50min；充入氧氣和氮?dú)猓粺鹪矗籂t溫500±5℃，升溫速率2℃/min，恒溫120±1min；將擴(kuò)散舟放入擴(kuò)散爐，當(dāng)爐溫為650±5℃時(shí)，上調(diào)爐溫，升至1200±1℃后，恒溫190min；繼續(xù)升溫至1269℃時(shí)關(guān)閉氧氣，調(diào)節(jié)氮?dú)饬髁?爐溫為1270±1℃，恒溫18±2h；降溫至800℃，恒溫205min,冷卻后出爐。采取本方法，產(chǎn)品具有體積小、電氣特性穩(wěn)定、可靠性高等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了管芯長度為2.96±0.15mm，管體尺寸為Φ2mm*5mm的小型化，滿足了對(duì)小型化高壓二極管的市場需求。
【IPC分類】H01L21-329
【公開號(hào)】CN104637809
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510077731
【發(fā)明人】朱肖令, 梁效峰, 徐景致
【申請(qǐng)人】天津中環(huán)半導(dǎo)體股份有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年2月13日