二极管生产工艺

二极管生产工艺
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二极管生产工艺
生产实习
---专家讲座
二极管的生产工艺
电子12-1
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1.二极管简介
主要工艺流程:硅片检查?硅片去砂去油?来自百度文库片微腐蚀?硅片抛光?闭管扩Ga、Al?氧化?一次光刻?磷扩散?真空烧结?蒸发Al?反刻铝?微合金?磨角、腐蚀?斜边保护?电照?封壳?高温储存?打印?产品测试?产品出厂检验?包装入库。
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2.3(硅片抛光
抛光目的:获得光洁的硅片表面，以利获得均匀的高质量的SiO2层，便于光刻开窗，同时可获得均匀的表面浓度、扩散结深。平坦的PN结是提高器件开关特性的重要条件，也是获得雪崩电压特性的必要前提。
1)机械抛光(氧化镁抛光)
此方法，上世纪六、七十年代使用较普遍，现已淘汰，缺点是易产生划道，生产效率也低。
2.工艺流程
2.1(硅片检查
抽样检查硅片是否为N型，A针加热时，A点电子扩散到B点，A点电位高于B点，检流计指针右偏，可判定硅片为N型，反之为P型。(或千分尺)检测硅片厚度是否超标，并进行分档，最好用气动量仪(非接触式)测量，可避免对硅片表面造成损伤。用放大镜检查所有硅片是否有划痕、裂纹。用四探针检测电阻率，并进行分档。
N型中照单晶，优点是缺陷少，电阻率均匀性好，断面电阻率均匀度一般在?5%以内，特别适合做大电流高电压器件，也适合做工作频率较高的器件。(相比之下，直拉单晶(CZ)，因其含氧、碳量高，杂质补偿度高，电阻率均匀性差(?20%左右)，主要用于拉制30Ω.?以下单晶，成本较低;区熔单晶(FZ)补偿度低，氧、碳含量低，电阻率均匀性也较好(?10%)，但由于位错较多，质地较脆，仅适宜做一般功率器件。ρ=60~80Ω.?，电阻率分档60~70Ω?，VB=110ρ0.7，70~80Ω.?。无位错，位错密度?500个/?2，视为无位错。少子寿命τP?100μs，寿命高说明缺陷少，重金属杂质少。直径φ46~50，割φ40园。厚度0.36~0.38mm，精磨片。
2.2(硅片清洗
1、去砂，超声波(1000~4000w)水超16小时以上。
2、去油，用有机溶剂超声去油，此步骤可不用。使用工号清洗液去油(同时也有去金属离子功能)。
用?号清洗液去油、蜡等有机物，效果非常好。配比为H2SO4:H2O2=1:1(体积比)，去重金属离子一般用?号清洗液或王水。?号清洗液配比H2O:H2O2:HCl=8:2:1。H2O2为强氧化剂;HCl是强酸，可与活泼金属(Al、Zn)、金属氧化物(CaO、Fe2O3)、硫化物(AlS)等作用，予以溶解，HCl还兼有络合作用，盐酸中的氯离子，可为Au3+、Pt++、Cu+、Ag+、Ni3+、Fe3+等提供内配位体，形成可溶性水的络合物。王水，配比为HNO3:HCl=1:3(克分子比)，体积比为1:3.6。王水不但能溶解较活泼的金属和氧化物，而且还能溶解不活泼的Au、Pt等几乎所有金属。Au+HNO3+4HCl=H[AuCl4]+NO?+2H2O，[AuCl4],——氯金酸根，也是一种可溶于水的络离子。?、?、?号清洗液和王水处理硅片时，只需煮开10分钟左右，然后用——————————————————————————————————————
3)二氧化硅抛光(属化学机械抛光)
抛光液为SiO2的悬浮液中加入少量NaOH，制成PH值为9,11的碱性胶体溶液。可直接购买由专业厂家配制好的抛光液。NaOH对硅起腐蚀作用，SiO2为磨料。主要反应是
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Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2，溶液中的Na2、SiO2在抛光过程中起化学腐蚀作用，使硅片表面生成硅酸钠盐，通过SiO2的胶体对硅片产生机械摩擦，随之又被抛光液带走，实现去除表面损伤层的抛光作用。抛光布为无纺布，用胶粘在下抛光盘上。
4)化学抛光法
抛光液配比:HNO3:HF:HAC(冰乙酸)=5:2:2腐蚀速度0.6,0.8μm/s，因反应速度快，操作时，要不断晃动，使反应均匀，并要在排风罩下操作。生产PK管时，有时可用此法作简易抛光，抛光液配比为:HNO3:HF:HAC=10:1:2，腐蚀速度较慢约为2,3μm/min。提示:做快速和高频晶闸管时，一般先做抛光，后做一扩(Ga、Al)。若扩后浓度稍稍偏高一点，可做二次抛光，加以调整;若扩后浓度偏高较多，则采用化抛加SiO2抛光法加以调整。
2)络离子抛光(属化学机械抛光)
抛光液配比为:H2O:(NH4)Cr2O7:Cr2O3=10升:100克:300克，Cr2O3(三氧化二铬)——磨料，(NH4)Cr2O7(重铬酸铵)——氧化腐蚀剂。3Si+2 Cr2O7-2+16H+?3 SiO2 +4 Cr+3+8H2O硅被氧化成SiO2，易被磨去。此法优点是抛光速度较快;缺点是易损伤硅片表面，且易产生二次缺陷，两种抛光料对人体也有一定损害。二十年前使用较普遍，现已基本淘汰。
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DI水(高纯水)冲净，最后再用DI水煮5遍，大量DI水冲净。DI(高纯)水的电阻率?8МΩ(25?C)。一般选用?、?、?号清洗液依次进行清洗，或选用?号、王水、?号依次进行清洗。