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目录 1

第一部分 扩散-合金工艺 1

第一章　单晶材料的选择 1

1.1 电阻率的选择 1

1.2 少数载流子寿命 3

1.3 位错密度 4

1.4 用区熔单晶制造可控硅整流元件 6

1．区熔单晶的特点 6

2．直拉单晶与区熔单晶的比较 7

3．区熔单晶制造可控硅整流元件时需注意的问题 8

第二章 硅片的机械加工 10

2.1 切片 10

1．硅单晶切片的定向问题 10

2．如何考虑硅片切片的厚度 12

3．切片工艺 14

2.2 割圆 16

2.3 磨片 18

第三章 硅片的清洁处理与腐蚀 20

3.1 硅化学腐蚀的基本原理 20

3.2 去砂、去油 21

3.3 去金属离子 22

3.4 腐蚀 23

3.5 影响腐蚀速度的因素 24

3.6 适用于硅片的几种腐蚀剂 27

3.7 钴盐处理及操作 27

3.8 扩散前硅片的腐蚀工艺流程 29

第四章 石英管的制备与杂质源的配制 30

4.1 石英管的制备与处理 30

1．石英管的选用 30

2．石英管的处理 30

3．抽真空封管与充氩气封管 31

4．封管真空度的讨论 33

4.2 杂质源的选用 34

1．纯铝杂质源 35

2．提高纯铝扩散的表面浓度 36

3．纯镓杂质源 36

4．铝-硅-镓合金杂质源 37

4.3 铝-硅-镓合金的配制 38

4.4 含镓硅粉杂质源的配制 40

第五章 真空闭管扩散 41

5.2 扩散时间的计算 42

5.1 扩散温度的选择 42

5.3 扩散系数 44

5.4 如何提高同一管扩散片扩散参数的一致性 45

5.5 扩散工艺 46

5.6 如何减少扩散片少子寿命的下降 47

5.7 如何提高扩散工艺的生产效率 49

5.8 扩散后常遇到的几个问题 50

6.1 结深的测量 52

6.2 表面浓度的测量 52

第六章 扩散片的测量与讨论 52

6.3 根据扩散片电压和漏电流的测试结果，在工艺中 59

采取的相应措施 59

6.4 重金属杂质的吸收 60

第七章 合金的配制 62

7.1 对N型合金材料的要求 62

7.2 对P型合金材料的要求 63

7.3 合金中常用的一些材料的性质 63

7.4 N型合金的配制工艺 65

7.5 P型合金的配制工艺 67

8.1 合金法形成管芯的过程 69

第八章 烧结 69

8.2 烧结工艺 73

1．石墨模具与石墨粉的准备 73

2．硅片、钼片、铝片、金-锑片、金-硼-镓片的处理 74

3．装模 75

4．压力问题 76

5．烧结 77

8.3 烧结深度的选择 77

8.4 管芯烧结质量的探讨 80

1．平坦性与外形问题 80

4．反向电压低于正向电压 81

2．金-锑片的尖角问题 81

3．正向电压低于反向电压 81

5．触发功率大的问题 82

6．完全不能导通问题 83

8.5 用短路发射极提高元件特性 83

8.6 提高烧结效率 88

第九章 管芯的磨角与表面处理 89

9.1 管芯通过表面处理及磨角减小表面电场 89

9.2 球面磨角器与磨角设备的改进 92

1．凹形球面磨角介绍 93

2．凹形球面模具的特点 94

3．磨角工艺与出现的主要问题 96

9.3 机械化半自动磨角的试验 97

9.4 提高元件耐压的几种磨角结构 99

9.5 表面钝化与直接涂覆法 102

9.6 二氧化硅溅射膜 103

9.7 氢氟酸-硝酸气相钝化 106

9.8 介绍几种新的表面钝化方法 107

第十章 综合利用，变“废”为“宝” 109

10.1 废有机溶剂的回收 109

10.3 从含金王水中提取黄金 112

10.2 废酸的综合利用 112

10.4 废管芯的回收 113

1．废可控硅管芯改做整流元件 113

2．废可控硅管芯金与钼片的回收 114

第十一章 焊接 115

11.1 焊料的选择、搪锡及清洁处理 115

11.2 焊接（钎焊） 117

11.3 焊接中出现的问题 120

1．喷锡与流锡球 120

2．管芯电参数下降 121

3．热疲劳 122

11.4 硬焊与平板结构元件 123

11.5 用导电胶代替焊料粘接的问题 125

第十二章 元件的管壳结构与制备 126

12.1 螺栓式结构管壳 126

1．玻璃管壳的制作 126

2．陶瓷管壳的制作 130

3．管壳金属件的加工 133

12.2 平板式结构管壳 136

12.3 用钼粉压制钼片 137

1．压制工艺 138

2．烧结工艺 140

3．对烧好钼片的检验 142

12.4 电镀与化学镀 143

第十三章 元件的封装 149

13.1 点焊 149

13.2 氩弧焊 152

13.3 冷挤压 153

13.4 锡焊 154

13.5 环氧树脂封装 154

13.6 高温塑料封装 157

14.1 应用离子交换树脂制备高纯水原理 162

第十四章 高纯水的制备 162

14.2 怎样使用离子交换树脂 163

14.3 制取高纯水的装置 167

14.4 应注意的几点 168

第十五章 高电压大电流元件 170

15.1 高电压元件 170

1．提高元件耐压水平的途径 170

2．高电压元件的设计问题 174

15.2 大电流元件的设计问题 179

1．增大结片面积和提高电流密度 179

2．提高电流上升率的问题 180

第二部分 全扩散工艺 190

第十六章 一次扩散 190

16.1 涂层扩散 190

16.2 携带气体扩散 192

16.3 一次扩散中几个常见问题的讨论 193

第十七章 氧化 196

17.1 氧化的目的与要求 196

17.2 抛光 196

17.3 氧化工艺 197

17.4 氧化层厚度的测量 198

18.1 光刻的目的 201

18.2 光刻工艺与制版 201

第十八章 光刻 201

第十九章 二次扩散 207

19.1 不同杂质源的二次扩散 207

1．以磷钙玻璃为杂质源的二次扩散 207

2．以磷酸二氢铵为杂质源的二次扩散 209

3．以三氯氧磷为杂质源的二次扩散 209

19.2 二次扩散中出现的问题的讨论 210

20.1 烧结 212

第二十章 烧结与真空蒸发 212

20.2 真空蒸发的基本原理与设备 213

20.3 真空蒸发对加热器的要求 215

20.4 真空蒸发前的准备与工艺操作 216

20.5 管芯热处理工艺 217

20.6 真空蒸发的注意事项与问题讨论 217

第二十一章 其他全扩散工艺 220

21.1 挖槽法 220

21.2 一次全扩散工艺 221

附录 232