[實(shí)用新型]一種高耐壓臺(tái)面二極管芯片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520982829.6
• 申請(qǐng)日: 2015-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN205231039U
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李朝暉;李健兒;馮艾誠(chéng);胡仲波;陳華明;馮永
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川上特科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/29
• 分類號(hào): H01L23/29;H01L23/31
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 胡林

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種二極管芯片，尤其涉及一種高耐壓臺(tái)面二極管芯片。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體二極管主要是依靠PN結(jié)而工作的。與PN結(jié)不可分割的點(diǎn)接觸型和肖特基 型，也被列入一般的二極管的范圍內(nèi)。包括這兩種型號(hào)在內(nèi)，根據(jù)PN結(jié)構(gòu)造面的特點(diǎn)，把晶 體二極管分類如下：點(diǎn)接觸型二極管、鍵型二極管、合金型二極管、擴(kuò)散型二極管、臺(tái)面型二 極管、平面型二極管、合金擴(kuò)散型二極管、外延型二極管、肖特基二極管，其中臺(tái)面型二極管 的PN結(jié)的制作方法雖然與擴(kuò)散型相同，但是，只保留PN結(jié)及其必要的部分，把不必要的部分 用藥品腐蝕掉，而其剩余的部分便呈現(xiàn)出臺(tái)面形，因而得名。

芯片表面的鈍化層可以避免芯片與外界直接接觸和避免雜質(zhì)原子對(duì)芯片的吸附， 有利于緩解外部應(yīng)力對(duì)芯片的損傷，從而減少側(cè)壁表面漏電流，有效提高芯片的可靠性。

高耐壓臺(tái)面二極管主要用于電子部件工作電壓較高的場(chǎng)合，目前高耐壓二極管多 采用玻璃鈍化工藝（GlassPassivationProcess縮寫GPP），比較前沿的工藝是由低壓化學(xué) 氣相沉積摻氧多晶硅（LPCVDSIPOS）、低溫氧化硅（LTO）、氮化硅，分別與玻璃組成復(fù)合鈍化 結(jié)構(gòu)。

玻璃鈍化工藝，鈍化效果不理想，因此一般需要做兩次甚至三次玻璃鈍化，造成生 產(chǎn)效率低，成本高。采用上述的CVD復(fù)合鈍化結(jié)構(gòu)，也存在使用局限性，以及效率不高等問 題。

如公開號(hào)為CN203386762U，名稱為“臺(tái)面型玻璃鈍化二極管芯片”的實(shí)用新型專 利，該專利公開的芯片，包括一塊半導(dǎo)體基片上的PN結(jié)、臺(tái)面?zhèn)缺诎苍赑N結(jié)外部的鈍化玻 璃層和低溫氧化隔層，其特征在于：所述玻璃鈍化層分兩層，其中一層與二層之間增加低溫 氧化隔層；低溫氧化隔層厚度為1±0.5μm，PN結(jié)周圍玻璃鈍化層及低溫氧化隔層，能有效提 高芯片的高溫可靠性能。該專利使用的低溫氧化隔層是LPCVD工藝生長(zhǎng)的低溫氧化硅LTO 膜，其沉積速率低，生產(chǎn)效率低下，不能完全滿足大規(guī)模生產(chǎn)的要求。

又如公開號(hào)為CN202384330U，名稱為“多層保護(hù)的玻璃鈍化芯片”的實(shí)用新型專 利，該專利公開的芯片，包括半導(dǎo)體基片、半導(dǎo)體基片上的P+層、N+層和玻璃鈍化層，所述半 導(dǎo)體基片的腐蝕溝槽內(nèi)設(shè)置有含氧多晶硅保護(hù)層和氮化硅保護(hù)層，所述含氧多晶硅保護(hù)層 位于腐蝕溝槽表面上，氮化硅保護(hù)層位于含氧多晶硅保護(hù)層與玻璃鈍化層之間。

半導(dǎo)體生產(chǎn)用氮化硅主要通過CVD工藝獲得。無(wú)論是LPCVD還是APCVD(常壓CVD)制 備氮化硅都需要750℃以上的高溫。等離子增強(qiáng)CVD（PECVD）氮化硅雖然淀積溫度較低，300 ℃以上即可，但存在等離子表面損傷的問題，淺結(jié)器件就不能用，即使退火也難恢復(fù)，現(xiàn)是 在裸露的PN結(jié)上做鈍化，穩(wěn)定性是潛在的問題。同時(shí)氮化硅界面態(tài)密度高、應(yīng)力系數(shù)大，膜 厚受到限制；另外氮化硅腐蝕特性與氧化硅、摻氧多晶硅和玻璃都不同，工藝難以兼容，通 常氮化硅需要化學(xué)干法腐蝕(CDE)，這也會(huì)給生產(chǎn)帶來(lái)麻煩。試驗(yàn)表明，與玻璃組成復(fù)合鈍 化結(jié)構(gòu)的CVD膜必須有一定的厚度，而在適用范圍內(nèi)膜厚些更佳。LPCVD淀積速率慢，不僅制 約生產(chǎn)效率，對(duì)于一些市場(chǎng)急需產(chǎn)品，問題會(huì)更加突出。SIPOS比LTO淀積速率更慢，基本上 是1:2，在鈍化膜膜厚配比上LTO更厚些，因此氧化硅的生長(zhǎng)速率就顯得至關(guān)重要。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型旨在提供一種高耐壓的臺(tái)面二極管芯片，通過優(yōu)化鈍化膜結(jié)構(gòu)，主要 是用不摻雜氧化硅代替現(xiàn)有技術(shù)中的低壓化學(xué)汽相淀積低溫氧化硅（LTO）和氮化硅，并采 用不摻雜氧化硅與玻璃、摻氧半絕緣多晶硅組成的復(fù)合鈍化結(jié)構(gòu)為鈍化層，保證鈍化效果 的同時(shí)，提高鈍化膜的生長(zhǎng)速率，從而大大縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率，使本實(shí)用新型的 芯片更適合大規(guī)模生產(chǎn)，確保芯片行業(yè)得以可持續(xù)發(fā)展。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種高耐壓臺(tái)面二極管芯片，包括PN結(jié)和鈍化膜層，其特征在于：所述PN結(jié)的N區(qū) 外側(cè)設(shè)有N⁺層；所述鈍化膜層包覆在PN結(jié)外部的臺(tái)面?zhèn)缺冢g化膜層包括從下到上依次設(shè) 置的摻氧半絕緣多晶硅層、玻璃層和不摻雜氧化硅層。

需要說明的是，不摻雜氧化硅層采用常壓化學(xué)汽相淀積得到的，英文縮寫為UDO， 一般摻雜是指摻磷，本實(shí)用新型的不摻雜是指不摻磷；N區(qū)的一端與P區(qū)連接，另一端即為N 區(qū)外側(cè)，鈍化膜的下層是指與臺(tái)面?zhèn)缺谥苯咏佑|的那層鈍化膜。