半導(dǎo)體橋芯片性能影響因素的研究

劉忠山，劉國(guó)應(yīng)，莫元玲

（貴州久聯(lián)民爆器材發(fā)展股份有限公司，貴州 貴陽，550001）

半導(dǎo)體橋（SCB）雷管是國(guó)外20世紀(jì)80年代較受重視的新型火工裝置。SCB具有發(fā)火能量低、鈍感、作用時(shí)間迅速以及抗靜電和電磁（射頻）干擾的特點(diǎn)，在軍事及民爆領(lǐng)域均有應(yīng)用。然而，半導(dǎo)體橋在實(shí)際工程應(yīng)用上出現(xiàn)各種故障[1-3]，如瞎火、電阻值不穩(wěn)定、發(fā)火時(shí)間延長(zhǎng)等，本研究針對(duì)這些故障并結(jié)合SCB制造工藝，分析了影響其性能的因素，并提出改進(jìn)措施。

1 SCB的作用機(jī)理及制造工藝

1.1 SCB的作用機(jī)理

半導(dǎo)體橋雷管作用過程是：來自儲(chǔ)能系統(tǒng)的電流脈沖流經(jīng)半導(dǎo)體橋使其加熱、汽化直至擊穿，形成高溫高壓等離子體；灼熱的硅等離子體顆粒通過微對(duì)流運(yùn)動(dòng)滲入到與其相鄰的藥劑中，并在藥劑顆粒上凝結(jié)，把能量傳遞給藥劑顆粒進(jìn)而誘發(fā)化學(xué)反應(yīng)，使其發(fā)火[4]。

1.2 半導(dǎo)體橋的制造工藝

半導(dǎo)體橋的原材料為硅基片，厚度約0.5mm，采用電子行業(yè)生產(chǎn)半導(dǎo)體的工藝制成半導(dǎo)體橋。首先，將硅基片切片，再經(jīng)研磨、拋光到需要的厚度和光潔度，并用濃硫酸清洗，去離子水沖洗烘干，用濕氧化法在硅表面上生成二氧化硅層；接著，用低壓化學(xué)氣相沉積法（LPCVD）在多晶硅生長(zhǎng)爐中沉積一層硅膜。在硅膜材料中加入摻雜以控制多晶硅層的電阻率。例如，用磷使多晶硅重?fù)诫s產(chǎn)生n-型材料，保證半導(dǎo)體橋有1Ω的標(biāo)稱電阻。第3步，多晶硅層上涂覆光刻膠，并在甩膠機(jī)上將膠甩均勻，之后烘干。然后，將經(jīng)過刻圖照相、繪制有硅橋圖形的光刻掩膜版和硅片緊密貼合在一起，并進(jìn)行曝光。……