整流二极管代工的基本生产工艺流程是怎样的？

整流二极管的代工生产流程涉及多个关键工艺步骤，需在洁净室环境下严格控制材料、掺杂、刻蚀等环节。以下是典型硅基整流二极管（如PN结二极管或肖特基二极管）的代工工艺流程及说明：

1. 衬底准备（Substrate Preparation）

- 材料选择：  

 - 硅（Si）：常用低阻N型或P型硅片（如〈100〉晶向）。  

 - 碳化硅（SiC）：高压/高温应用需SiC衬底（如4H-SiC）。  

- 衬底处理：  

 - 清洗（RCA标准清洗）去除有机、金属杂质。  

 - 外延生长（如N-外延层）以优化耐压特性（高压二极管需厚外延层）。

2. 掺杂形成PN结（Doping）

- 扩散法：  

 - 高温扩散（如POCl₃扩散磷形成N⁺区）或硼扩散（P⁺区）。  

 - 需精确控制结深（如3~10μm）和掺杂浓度。  

- 离子注入法：  

 - 更准确的掺杂控制（如注入硼/磷后高温退火杂质）。  

 - 适用于肖特基二极管的欧姆接触区制备。

3. 光刻与图形化（Photolithography）

- 涂胶：旋涂光刻胶（如正胶AZ系列）。  

- 曝光：通过掩膜版（Mask）紫外曝光，定义PN结或电极区域。  

- 显影：去除曝光/未曝光部分光刻胶，形成图形化窗口。  

4. 刻蚀（Etching）

- 干法刻蚀：  

 - 反应离子刻蚀（RIE）刻蚀硅或外延层，形成台面结构（Mesa）或隔离槽。  

- 湿法刻蚀：  

 - 使用KOH或HF溶液选择性刻蚀，需控制各向异性。  

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5. 金属化与电极形成（Metallization）

- 肖特基二极管：  

 - 溅射或蒸镀金属（如Ti、Pt、Ni）形成肖特基势垒。  

- PN结二极管：  

 - 沉积铝（Al）或铜（Cu）作为阳极/阴极电极。  

- 合金化：高温退火（400~450°C）改善欧姆接触。  

6. 钝化与保护（Passivation）

- 介质层沉积：  

 - PECVD生长SiO₂或SiNₓ作为钝化层，减少表面态漏电。  

- 开孔：光刻+刻蚀露出电极焊盘区域。  

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7. 背面工艺（Backside Processing）

- 减薄：研磨或化学机械抛光（CMP）降低衬底厚度（高压二极管需厚衬底）。  

- 背金属化：蒸发/电镀Au或Ag，增强阴极导电和散热。  

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8. 切割与封装（Dicing & Packaging）

- 划片：激光切割或刀片划片将晶圆分割成单个芯片。  

- 封装：  

 - 插件封装：TO-220、DO-41等（阳极引线键合+环氧树脂填充）。  

 - 表面贴装：SMA、SMB等（焊料贴装+塑封）。  

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9. 测试与筛选（Testing）

- 电性测试：  

 - 反向击穿电压（VBR）、正向压降（VF）、反向漏电流（IR）。  

- 可靠性测试：  

 - HTRB（高温反向偏压）、温度循环（TCT）。  

关键工艺控制点

1. 掺杂均匀性：影响PN结的击穿特性和漏电流。  

2. 结终端设计：场板/保护环降低边缘电场集中。  

3. 表面钝化质量：直接决定反向漏电和长期可靠性。  

4. 金属-半导体接触：肖特基二极管的势垒高度需精确调控。  

通过以上流程，代工厂可生产不同规格的整流二极管，需根据客户需求（电压/电流等级、开关速度等）调整工艺参数。