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整流二極管代工的基本生產(chǎn)工藝流程是怎樣的？
整流二極管的代工生產(chǎn)流程涉及多個(gè)關(guān)鍵工藝步驟，需在潔凈室環(huán)境下嚴(yán)格控制材料、摻雜、刻蝕等環(huán)節(jié)。以下是典型硅基整流二極管（如PN結(jié)二極管或肖特基二極管）的代工工藝流程及說(shuō)明：
1. 襯底準(zhǔn)備（Substrate Preparation）
- 材料選擇：
- 硅（Si）：常用低阻N型或P型硅片（如〈100〉晶向）。
- 碳化硅（SiC）：高壓/高溫應(yīng)用需SiC襯底（如4H-SiC）。
- 襯底處理：
- 清洗（RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗）去除有機(jī)、金屬雜質(zhì)。
- 外延生長(zhǎng)（如N-外延層）以?xún)?yōu)化耐壓特性（高壓二極管需厚外延層）。
2. 摻雜形成PN結(jié)（Doping）
- 擴(kuò)散法：
- 高溫?cái)U(kuò)散（如POCl?擴(kuò)散磷形成N?區(qū)）或硼擴(kuò)散（P?區(qū)）。
- 需精確控制結(jié)深（如3~10μm）和摻雜濃度。
- 離子注入法：
- 更準(zhǔn)確的摻雜控制（如注入硼/磷后高溫退火雜質(zhì)）。
- 適用于肖特基二極管的歐姆接觸區(qū)制備。
3. 光刻與圖形化（Photolithography）
- 涂膠：旋涂光刻膠（如正膠AZ系列）。
- 曝光：通過(guò)掩膜版（Mask）紫外曝光，定義PN結(jié)或電極區(qū)域。
- 顯影：去除曝光/未曝光部分光刻膠，形成圖形化窗口。
4. 刻蝕（Etching）
- 干法刻蝕：
- 反應(yīng)離子刻蝕（RIE）刻蝕硅或外延層，形成臺(tái)面結(jié)構(gòu)（Mesa）或隔離槽。
- 濕法刻蝕：
- 使用KOH或HF溶液選擇性刻蝕，需控制各向異性。
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5. 金屬化與電極形成（Metallization）
- 肖特基二極管：
- 濺射或蒸鍍金屬（如Ti、Pt、Ni）形成肖特基勢(shì)壘。
- PN結(jié)二極管：
- 沉積鋁（Al）或銅（Cu）作為陽(yáng)極/陰極電極。
- 合金化：高溫退火（400~450°C）改善歐姆接觸。
6. 鈍化與保護(hù)（Passivation）
- 介質(zhì)層沉積：
- PECVD生長(zhǎng)SiO?或SiN?作為鈍化層，減少表面態(tài)漏電。
- 開(kāi)孔：光刻+刻蝕露出電極焊盤(pán)區(qū)域。
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7. 背面工藝（Backside Processing）
- 減薄：研磨或化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）降低襯底厚度（高壓二極管需厚襯底）。
- 背金屬化：蒸發(fā)/電鍍Au或Ag，增強(qiáng)陰極導(dǎo)電和散熱。
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8. 切割與封裝（Dicing & Packaging）
- 劃片：激光切割或刀片劃片將晶圓分割成單個(gè)芯片。
- 封裝：
- 插件封裝：TO-220、DO-41等（陽(yáng)極引線(xiàn)鍵合+環(huán)氧樹(shù)脂填充）。
- 表面貼裝：SMA、SMB等（焊料貼裝+塑封）。
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9. 測(cè)試與篩選（Testing）
- 電性測(cè)試：
- 反向擊穿電壓（VBR）、正向壓降（VF）、反向漏電流（IR）。
- 可靠性測(cè)試：
- HTRB（高溫反向偏壓）、溫度循環(huán)（TCT）。
關(guān)鍵工藝控制點(diǎn)
1. 摻雜均勻性：影響PN結(jié)的擊穿特性和漏電流。
2. 結(jié)終端設(shè)計(jì)：場(chǎng)板/保護(hù)環(huán)降低邊緣電場(chǎng)集中。
3. 表面鈍化質(zhì)量：直接決定反向漏電和長(zhǎng)期可靠性。
4. 金屬-半導(dǎo)體接觸：肖特基二極管的勢(shì)壘高度需精確調(diào)控。
通過(guò)以上流程，代工廠可生產(chǎn)不同規(guī)格的整流二極管，需根據(jù)客戶(hù)需求（電壓/電流等級(jí)、開(kāi)關(guān)速度等）調(diào)整工藝參數(shù)。
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