[發(fā)明專利]平面型單向觸發(fā)二極管芯片及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110400106.7
• 申請(qǐng)日: 2011-12-06
• 公開（公告）號(hào): CN102412268A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧愛民;吳金姿;徐泓;保愛林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 紹興旭昌科技企業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/06
• 分類號(hào): H01L29/06;H01L29/36;H01L29/861;H01L21/329
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 徐關(guān)壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件，特別是一種平面型單向觸發(fā)二極管芯片及其制造方法。

背景技術(shù)

雙向觸發(fā)二極管是一種雙向器件，在Ⅰ、Ⅲ象限具有對(duì)稱的負(fù)阻特性，廣泛應(yīng)用于節(jié)能燈的半橋振蕩器中。傳統(tǒng)的雙向觸發(fā)二極管芯片是由雜質(zhì)對(duì)硅片的雙向擴(kuò)散形成兩個(gè)異型串聯(lián)的且對(duì)稱的PN結(jié)所構(gòu)成，經(jīng)雙面腐蝕形成臺(tái)面。這種工藝對(duì)硅片的厚度要求嚴(yán)格，其厚度必須小于150μm，因特性需要，兩PN結(jié)間距很窄（約40μm），在雙臺(tái)面蝕刻過程中制程損耗較高，給生產(chǎn)帶來(lái)極大的困難。

實(shí)際上在節(jié)能燈啟動(dòng)電路中只用到單結(jié)觸發(fā)特性。而對(duì)另一方向只需有一擊穿電壓低得多的反向阻斷特性即可。這一應(yīng)用條件提醒我們完成同樣的觸發(fā)功能未必需要Ⅰ、Ⅲ象限的對(duì)稱電特性。因此，本發(fā)明公開了一種平面型單向觸發(fā)二極管芯片及其制造方法。不同于雙向觸發(fā)二極管芯片，平面型單向觸發(fā)二極管是由兩個(gè)不對(duì)稱的PN結(jié)組成，其在第Ⅰ象限中的電特性與雙向觸發(fā)二極管完全相同，而在第Ⅲ象限則為三極管的發(fā)射結(jié)特性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種制程工藝簡(jiǎn)單、可靠性高、可替換應(yīng)用于節(jié)能燈半橋逆變器啟動(dòng)電路中雙向觸發(fā)二極管的平面型單向觸發(fā)二極管芯片及其制造方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：平面型單向觸發(fā)二極管芯片，包括硅基片，在硅基片的拋光面上設(shè)有第一PN結(jié)以及第一擴(kuò)散層，在第一擴(kuò)散層上設(shè)有第二PN結(jié)以及第二擴(kuò)散層，且第一PN結(jié)以及第二PN結(jié)均為曲面結(jié)，該芯片在厚度方向形成了濃度漸變的三層結(jié)構(gòu)，分別為濃度最低的硅基片，其濃度C1為9.5E15～5E16，濃度高于硅基片的第一擴(kuò)散層，其最高濃度C2為1.5E17～8E17，濃度高于第一擴(kuò)散層的第二擴(kuò)散層，其最高濃度C3為1E20～2E21，第一PN結(jié)與第二PN結(jié)之間的距離為0.5～10微米，在第一PN結(jié)和第二PN結(jié)暴露于硅基片的拋光表面上覆蓋有鈍化層，在第二擴(kuò)散層的上表面以及硅基片背面沉積金屬導(dǎo)電層。

所述的平面型單向觸發(fā)二極管芯片，其鈍化層可以是熱生長(zhǎng)氧化硅、用LPCVD方法沉積的氧化硅、熱生長(zhǎng)氧化硅與用LPCVD方法沉積的氮化硅的復(fù)合鈍化層、用LPCVD方法沉積的氧化硅和氮化硅的復(fù)合鈍化層。

一種制造平面型單向觸發(fā)二極管芯片的方法為：?a.在硅基片拋光面上經(jīng)1050～1200℃下濕氧氧化0.5～2小時(shí)生長(zhǎng)作為掩蔽層的氧化硅膜，光刻形成一次擴(kuò)散窗口，b.將一次光刻好的硅基片置于800～1050℃下預(yù)沉積30～200分鐘，使其表面沉積濃度高于硅基片的濃度C1且導(dǎo)電類型與之相反的雜質(zhì)，形成第一PN結(jié)以及第一擴(kuò)散層，c.將已形成第一PN結(jié)以及第一擴(kuò)散層的硅基片置于1100～1200℃的有氧環(huán)境下再分布擴(kuò)散2～5小時(shí)，使第一擴(kuò)散層的最高濃度C2達(dá)1.5E17～8E17，與此同時(shí)沉積作為二次擴(kuò)散的掩蔽層，并進(jìn)行二次光刻形成二次擴(kuò)散窗口，d.將二次光刻好的硅基片置于800～1100℃下預(yù)沉積20～80分鐘，使其表面沉積濃度高于第一擴(kuò)散層的最高濃度C2且與之導(dǎo)電類型相反的雜質(zhì)，形成第二PN結(jié)以及第二擴(kuò)散層，e.將已形成第二PN結(jié)以及第二擴(kuò)散層的硅基片置于800～1000℃的有氧環(huán)境下再分布擴(kuò)散30～90分鐘，使第一PN結(jié)與第二PN結(jié)之間的距離為0.5～10微米，第二擴(kuò)散層的最高濃度C3達(dá)1E20～2E21。f.在兩個(gè)PN結(jié)暴露于硅基片的拋光表面上沉積鈍化層,對(duì)暴露于硅基片表面的第一PN結(jié)和第二PN結(jié)實(shí)施覆蓋，g.在第二擴(kuò)散層的上表面以及硅基片背面沉積金屬導(dǎo)電層，完成金屬化。?

所述的制造平面型單向觸發(fā)二極管芯片的方法，其硅基片為化學(xué)拋光片或機(jī)械拋光片。

所述的制造平面型單向觸發(fā)二極管芯片的方法，其擴(kuò)散方式為掩蔽擴(kuò)散。