[發明專利]用于靜電保護的半導體元件的制造方法

無效

• 申請號: 201110436179.1
• 申請日: 2011-12-22
• 公開（公告）號: CN103094101A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 金鎮亨;林旼貞
• 申請（專利權）人: 金鎮亨
• 主分類號: H01L21/329
• 分類號: H01L21/329
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 張晶

技術領域

本發明涉及位于電子設備的輸入輸出端并保護設備免受外部流入的瞬間高電壓ESD(Electrostatic?Discharge)或高電流沖擊(Surge)的用于靜電保護的半導體元件的制造方法。

背景技術

一般，根據使用方法或環境，各種電子設備或電子裝置必然裸露在ESD信號或沖擊電流中，因此為了保護裝置或系統免受這樣的ESD信號或沖擊電流影響，安裝ESD保護元件。

現有技術中作為利用半導體的ESD保護元件常用的是穩壓(Zener)二極管，而為了保護裝置或系統免受高電壓的ESD或高電流的沖擊，需要充分擴大穩壓二極管的面積，由此穩壓二極管的靜電容量只能設為高容量。

因此，在高速操作的接口元件中采用這樣的穩壓二極管的情況下，由于高靜電容量使得要保護的接口元件正常操作時的響應時間受限制，從而存在發生信號延遲，并由此引發誤操作的問題。

對此，開發了具有低靜電容量又能承受高ESD和沖擊的元件，常使用的代表性元件為諸如MOV(Metal?Oxide?Varistor，金屬氧化物變阻器)的陶瓷系列的TVS(Transient?Voltage?Suppressor，瞬態電壓抑制器)元件或聚合物TVS元件等。然而，陶瓷系列的TVS元件或聚合物TVS元件盡管具有低靜電容量，但是在施加ESD或沖擊信號后，作為施加到裝置或系統的殘留電壓的鉗位電壓很高，且引發高漏電流，由此ESD保護元件成為使裝置或系統劣化的原因。

發明內容

要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題在于，提供用于靜電保護的半導體元件的制造方法，該用于靜電保護的半導體元件通過采用半導體微細工藝技術將電極間的間隙間隔實現為很窄，從而與現有的陶瓷系列的TVS元件或聚合物TVS元件相比，具有能夠有效保護高速接口元件免受ESD信號影響的級別的極低靜電容量和低漏電流及殘留電壓特性。

技術方案

用于解決上述技術問題的用于靜電保護的半導體元件的制造方法，該用于靜電保護的半導體元件位于電子設備的輸入端并保護電子設備免受過電壓，其特征在于，包括：第一步驟，在由硅片或玻璃基板構成的基底基板上形成下基板；第二步驟，在所述下基板的上面形成具有規定間隙的一對金屬電極；第三步驟，在一對所述金屬電極上面通過光刻工藝指定電極焊盤區域并形成上基板；及第四步驟，封裝元件并完成。

此時，所述下基板通過薄板層疊電介質膜而形成，或通過沉積25μm以上厚度的氧化膜或氮化膜而形成。

并且，一對所述金屬電極是在所述下基板的上面沉積金屬籽晶后通過光刻工藝和電鍍方式而形成，而為了在一對所述金屬電極之間形成微細的間隙，優選通過采用負性光刻膠方式的光刻工藝來形成。

此外，像這樣由一對所述金屬電極形成的間隙的上部上，利用感光物質形成上基板來使間隙內部填充有空氣。

另外，所述第四步驟中，可以以去除硅片或玻璃基板后通過引線鍵合來塑料封裝的方法進行，或可以以不去除硅片或玻璃基板而在所述電極焊盤區域上形成金屬凸塊焊盤來芯片級封裝的方法進行。

有益效果

本發明在利用半導體來制造用于靜電保護的元件時，采用了半導體微細工藝，使得在下基板上面形成的一對金屬電極間的間隙間隔很窄，不僅顯著降低了現有的陶瓷或聚合物元件具有的高殘留電壓特性，與基于硅的元件比較具有大大降低靜電容量的優點，而且下基板使用低價有機體膜等來替代高價陶瓷系列基板，且形成空氣間隙的基板也采用感光物質來形成，從而具有通過簡化工藝而顯著減少制造單價的另一優點。

附圖說明

圖1為本發明一實施例的用于靜電保護的半導體元件制造方法的工藝圖。

圖2為本發明一實施例的用于靜電保護的半導體元件的結構圖。

圖3為本發明另一實施例的用于靜電保護的半導體元件的結構圖。

【標記說明】

100：基底基板??????200：下基板

210：金屬籽晶??????220：光刻膠

230：光掩模????????240：金屬電極

250：電極焊盤區域??260：金屬凸塊焊盤

300：上基板(感光物質)

具體實施方式

下面，通過附圖對本發明的一實施例進行詳細說明。

圖1為本發明一實施例的用于靜電保護的半導體元件制造方法的工藝圖。

參照圖1說明本發明一實施例的用于靜電保護的半導體元件的制造方法。