[發明專利]一種平面型雙向觸發二極管芯片制造方法

有效

• 申請號: 201210004060.1
• 申請日: 2012-01-09
• 公開（公告）號: CN102522333A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 薛列龍
• 申請（專利權）人: 薛列龍
• 主分類號: H01L21/329
• 分類號: H01L21/329
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種半導體分立器件的制造技術領域，特別是平面型雙向觸發二極管的制造方法。

背景技術

目前雙向觸發二極管生產技術包括兩種：一種為OJ（Open?Juction開放結）型，優點是工藝簡單，成本低，但同時存在高溫特性不好，回彈電壓易衰降的問題，品質始終存在問題，市場份額越來越小；一種為平面型，目前工藝過程復雜，碎片率高，成本較高。因為要達到器件高回彈電壓要求，必須要保證薄的基區，同時要求有較高的發射區與基區摻雜濃度差，現行的工藝在薄的硅原片上進行超過三次光刻的復雜加工，造成了碎片問題，產品良率無法保證。

國家知識產權局2010.2.17.公開的“公開號CN101651102A”，公開一種雙向觸發二極管芯片的制備方法，其聲稱的發明目的為“雙向擊穿電壓值可調、封裝形式多樣、漏電流小、質量穩定可靠，結構新穎。”其技術方案包括“四次光刻、兩次擴散和一次玻璃鈍化工序”。工序特別復雜，成本極高，市場無法接受。

國家知識產權局2011.06.01.公開的“公告號：CN102082093A”，公開了一種雙向穩壓二極管DB3芯片及其生產工藝，其聲稱的發明目的為“提高擊穿電壓的穩定性，增強了二極管的觸發能力，減小了高溫耗電，延長了二極管的壽命的同時，提高了合格率。”其技術方案包括“三次光刻、兩次擴散，一次電泳，一次燒結”。相對于前一對比文件，工序有所減少，合格率能夠得到提高。

發明內容

本發明針對以上問題，提供了一種確保漏電小、回彈電壓高、高溫特性好、品質穩定的同時，進一步減少工藝步驟，進而提高合格率的平面型雙向觸發二極管芯片制造方法。

本發明的技術方案是：以厚度100-300μm的P型晶片為原料，在晶片表面生長氧化層、光刻擴散窗口和將晶片切割為芯片的工序，在所述光刻擴散窗口和將晶片切割為芯片的工序之間包括如下工序：

1）擴散窗口下沉；在擴散窗口中注入混酸，對擴散窗口中的晶片表面進行腐蝕，腐蝕深度以所述晶片表面為基準面，下沉5~40μm；

2）磷擴散；將上步驟制得的晶片清洗，再放入擴散爐中進行磷擴散；在晶片本體縱截面上形成N+、P、N+區域，同時在所述晶片本體氧化層表面下形成反型層；

3）去除表面反型層；第一、去除上步驟制得晶片表面的氧化層；第二、去除所述晶片本體氧化層表面下形成反型層；由于步驟1）擴散窗口下沉，在前述第二步去除反型層時，所述下沉的擴散窗口會進一步下沉，形成下沉窗口；

4）高溫驅進雜質并生長二氧化硅鈍化膜層；在1000-1270℃環境下生長一層二氧化硅鈍化膜層以保護PN+結；在此溫度下，同時驅進磷雜質，推PN+結深至40-80μm；由于均勻生長二氧化硅鈍化膜層，在所述生長有二氧化硅鈍化膜層的本體表面仍顯現下沉窗口輪廓；

5）光刻金屬電極窗口；沿所述下沉窗口輪廓，進行金屬電極窗口光刻；在晶片表面形成金屬電極窗口；

6）鍍鎳金；在金屬電極窗口底面鍍上鎳金層，作為金屬電極。

還包括在所述金屬電極上設置凸點的工序，所述設置凸點的工序為：在所述金屬電極表面增設凸出于晶片表面的由焊錫凝固形成的凸點。

還包括在所述金屬電極上設置凸點的工序，所述設置凸點的工序為：在所述金屬電極表面增設凸出于晶片表面的由電鍍銀形成的凸點。

本發明采用兩次擴散，兩次光刻工藝，提供了目前生產平面型雙向觸發二極管的最簡單工藝。步驟1）的下沉，使得即便采用較厚的硅片，也能得到較薄的P型基區；結合步驟4）將高溫驅進磷雜質和設置鈍化層工序合二為一，設置鈍化層的同時，能使結深推深，結深推深以后，會使得P型基區更薄。最終使得芯片的雪崩放大系數變大，保證雙向觸發二極管的高回彈電壓。此外，本發明的工藝由于可以采用較厚的硅片，進而可以減少碎片率，同時平面鈍化結構保證了切割在劃片道內，對鈍化層無破壞，保證了電壓的穩定及優良的高溫特性。???????????????????

附圖說明

圖1是本發明所制得芯片的結構示意圖，

圖2是本發明生長氧化層工序示意圖，

圖3是本發明光刻擴散窗口工序示意圖，

圖4是本發明擴散窗口下沉工序示意圖，

圖5是本發明擴散工序示意圖，

圖6是本發明去除表面反型層工序中一次去除氧化層工序的示意圖，

圖7是本發明去除表面反型層工序中二次去除反型層工序的示意圖，

圖8是本發明生成鈍化層工序示意圖，

圖9是本發明光刻電極窗口工序示意圖，