Способ изготовления импульсных эпитаксиально-диффузионных кремниевых диодов

 

СО(ОЗ СОБГТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

is1)s Н 01 ) 21/225

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

БЕДОЫСТБО СССР

{ГОСПАТЕНТ СССР) СПИ<..АНИЕ КЗОБРЕТЕНИ

K. ПАТЕНТУ ка @э . а :. а Ф сФ и зъФ М?Р Ф Ф@кФйййаЮйс Юо @ и й йю Мй@ Ф У Фйаа» а с с („ О, O66sA ! (О

l aiba, о (21) 4792765/25 (22) 19.02.90 (46) 23,05.93. Бюл, N. 19 (72) A.Ô34уратов, В.Г.Та-ео сов, Н,И,Джус, A,Н.Христич, Л,M.Íåpcåcëí и А,Н,Громов (73) В.Д.Булгаков (55) Носов Ю.Р, Полупроводниковые импульсные диоды, — M.: Советское радио, 1965, с.225.

Авторское свидетельство СССР

М 114" .4, кл. Н 01 ) 21/1)2, l984, (54) Ci СОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И1ЛПУЛЬСН Ы Х 3 Г1 И Т / К С И А Г) Ь Н О -Д И Ф <17 У 3 И О ННЫХ КРЕМ г1 4ЕВЬ|Х ДИОДОВ (57) Использование: изобретен в может быть использовано при изГОтовлении кремИзобретение относится к области конструирования кремниевых диодов, транзиСТОРОВ И ТWP_#_CTOj708 И ДРУГИХ полупроводниковь1х приборов, Основной задачей изобретения является co> i7d!.!Cние <)лрям. на диодах при Увели чении плотности тока, а также увеллчение выхода Годных высоковольтных Групп при" боров. указа1 ная цель достигается на диодных

СT)7уктурах, созда11ны)< по эг1итакслальнодиффузионной технологии на ОснОве обращенных эпитаксиальных с<руктур с опорным, легированным до задан11ой конц-.1гграции примеси поликристаллическим слоем (КСПГ1С). за счет термоотжига в течение времени!ð, посла травления в плавиковой кисл 7те вновь наносят исто-111и1<и

ДнффУЗИИ И ПРОВОДЯТ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ TQP-

„„53J „„1817866 АЗ ниевь х диодов, транзисторов, тиристэров.

Сущность: на поверхность кремниевой структу)7Ы, содержащей Высокоом11ую под ложку с опорным проводящим поликристаллическим слоем, наносят источники диффузии бора и фосфора, проводятдиффузионныл термоотжиг, удаляют образовавшиеся i7opo- и фосфорно-силикатные стекла травлением в плавиковой кислоте, вновь наносят источники диффузии и проводят дополнительный термоотжиг с последующим травлением в плавиковой кислоте, затем проводят изготовление контактов и оформление в корпусе. 1 табл, моотжиг в течение времени <3 = 2--5 ч при

1240-1270 С с последующим травлением в плавиковой кислоте, причем время тр выбира1от из условия t7-=T) ТЛ, Где т1=Х) К/40

2. суммарное время диффузии, Х) — заданная глубина р-п-перехода, D-козффициент диффузии, К вЂ” коэффициент, зависящий от отношения концентрации примеси в зпитаксиальном слое и подложке.

В качестве источника примеси бора служит водный раствор борной кислоты (р -сторона), и источником примеси фосфора является водный раствор фосфорно-кислого аммония (и — сторона).

Дополнительный отжиг в указанном режиме позволит создать на р стороне ГП1ти++ запорный р слой и одновременно растворить часть Si, образуя слой Sl<)p, насыще>! Ный кислородом, что позволит снять

1817866 тонкий изолирующий слой SIOz в HF, кото. рый не сйимался в первом случае и, в конечном счете, падение напряжения на приконтактной области и переходе металлполупроводник уменьшится, что позволит увеличить плотность тока с одновременным сохранением (уменьшением) граничного значения О ром..

Примерамй конкретного использования данного изобретения является изготов- 10 ление диодов: 1) 2Д(КД)2999 (Uppity 0,93

В при прям 20A, tsoc.обр. « 200) на кристалле диаметром 6,0 мм, вместо ранее использованного кристалла диаметром 8,5 мм 2)

2Д(КД) 2997 (Uo6p 0,93 В при 1прям. 30А, 15

tsoc, oáð. 200) на кристалле диаметром 8,5 мм, вместо ранее использованного кристалла диаметром 1 0 мм.

Режим дополнительного термоотжига, с целью уменьшения падения напряжения на 20 контактах и в прйконтактных областях, выбран был следующим: T=1250 С, t = (2-5) ч.

Режим термообжига, согласно технологиче. ских карт, был: T=1250 С, 11=(30+5)ч, 25

° Принятый режим отжига по данному изобретению: Т-1250 С, tz =(25+5)ч, после чего снимаются бюро и фосфорно-силикатные стекла травлением в HF; на пластины после промывки s воде и сушки вновь нано- 30 сят источники диффузионной примеси, после чего пластины подвергаются дополнительному термообжигу в режиме:

Т=:1250 С. 1з=(2-5)ч, далее по технологическому маршруту — снятие стекол, создание 35 контактов и т.д.

Режим дополнительного термоотжига подобран исходя из полученных экспериментальных результатов. В таблице пред- 40 ставлены обобщенные (обработанные) результаты многочисленных пробных партий.

Использование данного технического решения позволило увеличить плотность тока на кристаллах диодов в 1 5 и 2 раза при сохранении Unp. Это, в свою очередь, позволило сократить потребляемое количество кремниевых структур с опорным поликристаллическим слоем — КСППС, увеличить выход высоковольтных диодов и общий выход годных.

Ожидаемый экономический эффект за счет экономии КСППС, увеличение общего выхода годных, увеличение выхода высоковольтных групп диодов составит более 350 тыс.руб/год.

Формула изобретения

Способ изготовления импульсных эпитаксиально-диффузионных кремниевых диодов, Включающий нанесение источников диффузии бора и фосфора на поверхности кремниевой структуры, содержащей высокоомную подложку с опорным проводящим поликристаллическим слоем, проведение диффузионного термоотжига, снятие образовавшихся боро- и фосфорно-силикатных стекол травлением в плавиковой кислоте, изготовление контактов и оформление в корпусе. отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода годных диодов при сохранении прямого падения напряжения при увеличении плотности тока, диффузионный термоотжиг проводят в течение времени t2, после травления в плавиковой кислоте вновь наносят источники диффузии и проводят дополнительный термоотжиг в течение времени тз = 2-5 час при температуре 1240-1270 С с последующим травлением в плавиковой кислоте, причем время tz выбирают из условия tz t-tç, где 11-Х К/40—

Суммарное время диффузии, Х вЂ” заданная глубина р-п-перехода, 0 — коэффициент диффузии, К вЂ” коэффициент, зависящий от отношения концентраций примеси в эпитаксиальном слое и подложке, 1817866

Номер Режим терпартии аа- моотжига пущенных пластин ь в

Режим термоотжига

2 Д (КД) 2999 диаметр 8.5

<М. 1лр,"20 А

2 Д (КД) 2997 диаметр 10 мм. 1лр. ЗОА

2 Д(КД) 2997 диаметр 8.5 мм. 1лр. ЗО А

2 Д (КД) 2999 диаметр 6 мм.

lnp. 20 А т" 1250 С

t>-30 35 ч

0,88

0,87

0.86

086

0.86

0,87

0,84

0.88

2, Тот же

0.87

0.85

0,84

0.85

0,84

0.84

084

0.85

0,84

0,88

0,84

0,84 е ° т-температура термоотжига:

t<-суммарное время термоотжига, -основное время термоотжита по изобретению, ст-дополнительное время термоотжига по изобретению.

°

Составитель А.Муратов

Техред ММоргентал Корректор А. Козориз

Редактор

Заказ 1742 Тираж Подписное

В НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/б

Производственно-издательский комбинат."Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

7 1250 С, T 1250oÑ "1250 Ñ, т-1250рс

T+1250 C

7 1250 Ñ т 1250 С.

7-1250 С. .т 1250рс т 1250ФС, т1250рс, - T 1250oC, 25 ч, t32 ч.

1з 28ч, тз1 ч. тз30 ч. тз1 ч. гз-26 ч, 1З-3 ч.

1з25 ч. ч.

ttN6 ч.

10ч.