[發明專利]低結電容過壓保護晶閘管器件芯片及其生產方法

有效

• 申請號: 200910301945.6
• 申請日: 2009-04-29
• 公開（公告）號: CN101587907A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 黎重林;王成森;薛治祥;顏呈祥;吳家健
• 申請（專利權）人: 啟東市捷捷微電子有限公司
• 主分類號: H01L29/74
• 分類號: H01L29/74;H01L21/332;H01L23/62
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司
• 代理人: 郭俊玲

技術領域

本發明涉及一種低結電容過壓保護晶閘管器件芯片的生產方法。

背景技術

過壓保護晶閘管器件是一種通信系統中防止雷電浪涌的器件，其重要的一個特征是器件的結電容，電容越小，傳輸損耗就越小，對通訊質量的影響就越小，隨著通信設備使用的頻率越來越高，器件的電容越發影響到通訊質量，所以減小器件的電容值非常重要。而一般過壓保護晶閘管器件的結電容都比較大，且受過壓保護晶閘管器件的過壓保護能力的影響，即器件的抗瞬時浪涌能力。浪涌能力值越高，器件所需的芯片面積越大，電容值就越大，這樣就嚴重限制了過壓保護晶閘管器件在高頻通訊領域的應用。而且國內外制做過壓保護晶閘管器件時，由于電壓值要求范圍窄，所以在制做過程中，對材料的電阻率要求很嚴格，電阻率范圍值和電阻率必須很小，以滿足電壓公式V_b=Cρ^α(C是常數，α一般取0.75)，但目前單晶材料的摻雜濃度很難控制的很均勻，這也使得工藝生產控制的難度極大，電壓一致性比較差，而且由于電阻率低，電容值受材料電阻率的限制，不易降低，都比較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種低結電容過壓保護晶閘管器件芯片的生產方法。

本發明采用的技術方案是：

一種低結電容過壓保護晶閘管器件芯片的生產方法，該方法包括以下步驟：硅片拋光、氧化、P型短基區擴散、光刻N⁺發射區窗口、N⁺發射區擴散、光刻刻蝕溝槽、溝槽腐蝕、玻璃鈍化、光刻引線孔、雙面蒸鍍電極、合金、芯片測試和鋸片，在硅片氧化后，P型短基區擴散步驟之前，先做雙面光刻N型離子注入區，利用氧化膜的掩蔽作用，采用雙面N型離子注入，N型離子注入區的注入劑量為5E12～2.0E14?ions/cm²，?N型離子注入區的寬度為30～150um；在N型離子注入氧化和擴散后，形成一個局部的N型摻雜區；經過P型短基區擴散后，最終形成了一個在P型短基區下的N型區域埋層，該N型區域埋層的摻雜濃度為1.0E15～6.0E15cm^-3。

本發明的優點是：該方法工藝簡單，加工方便，且提高了硅單晶材料使用范圍，提高了產品電壓的一致性和可控性，降低了產品的電容值。

附圖說明

圖1為本發明的縱向結構示意圖。

圖2為本發明的橫向結構示意圖。

圖3為本發明的線路符號圖。

圖4為本發明的伏安特性。

圖5為現有技術的縱向結構示意圖。

圖中：1、外溝槽，2、金屬電極T1和T2，3、N+發射區，4、P型短基區，5、N^－型長基區，6、N型區域埋層區，7、N型離子注入區。

具體實施方式

如圖1至4所示，本發明的一種低結電容過壓保護晶閘管器件芯片，包括金屬電極T1和T2?2、N⁺發射區3、N^－型長基區5、P型短基區4，所述芯片周圍蝕刻有外溝槽1，所述芯片內部設立一段N型離子注入區7，?N型離子注入區7在P型短基區4下形成一個N型區域埋層6，?N型離子注入區7的寬度為30～150um。其生產方法包括以下步驟：硅片拋光、氧化、P型短基區擴散、光刻N⁺發射區窗口、N⁺發射區擴散、光刻刻蝕溝槽、溝槽腐蝕、玻璃鈍化、光刻引線孔、雙面蒸鍍電極、合金、芯片測試和鋸片，在硅片氧化后，P型短基區4擴散步驟之前，先做雙面光刻N型離子注入區7，利用氧化膜的掩蔽作用，采用雙面N型離子注入，N型離子注入區7的注入劑量為5E12～2.0E14?ions/cm²。在N型離子注入氧化和擴散后，形成一個局部的N型摻雜區；經過P型短基區4擴散后，最終形成了一個在P型短基區4下的N型區域埋層6，該N型區域埋層6的摻雜濃度為1.0E15～6.0E15cm^-3；通過調整N型區域埋層6的濃度，從而調制器件的雪崩擊穿電壓值，而其他區域的N^－型長基區5摻雜濃度的變化不影響器件的電壓變化。

本發明一種低結電容過壓保護晶閘管器件芯片的具體生產方法如下：

1.?硅單晶片要求：ρ=30-40-50-60Ω·㎝，硅單晶片厚度245±10um。

2.?硅單晶片化學腐蝕：