[發(fā)明專利]一種平面整流二極管芯片的制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710157318.4
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN106783605A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 焦丹鈞;朱瑞;鄒亦鳴;吳堅;徐永斌
• 申請（專利權(quán)）人: 江陰新順微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/329
• 分類號: H01L21/329;H01L29/861
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務(wù)所(普通合伙)32210
• 代理人: 唐紉蘭,沈國安

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有高反壓終端保護膜的平面整流二極管芯片的制造方法，應(yīng)用在集成電路或分立器件制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

整流二極管為日常中最為廣泛使用的產(chǎn)品，市場規(guī)模比較大，一般分為臺面整流二極管和平面整流二極管。反向擊穿電壓是整流二極管的關(guān)鍵參數(shù)，芯片制造過程中提高整流二極管芯片反向擊穿電壓的方法有臺面結(jié)構(gòu)和平面結(jié)構(gòu)，通過降低表面電場來實現(xiàn)高的反向擊穿電壓。隨著整流二極管應(yīng)用領(lǐng)域的擴展，越來越多地采用平面結(jié)構(gòu)的整流二極管芯片。平面結(jié)構(gòu)的二極管降低表面電場、提高反向擊穿電壓的方案有很多，如場限制環(huán)（分壓環(huán)）、場板、JTE結(jié)構(gòu)等。實現(xiàn)這些結(jié)構(gòu)，都需要較大的終端長度，增加了芯片的面積，也就意味著增加了芯片的成本。在平面整流二極管芯片的生產(chǎn)加工過程中，反向擊穿電壓與芯片尺寸是相互制約的，想要獲得較高的反向擊穿電壓，一般需要通過增加終端尺寸才能得以實現(xiàn)，從而芯片尺寸也隨之增加。有時為了降低生產(chǎn)成本以及滿足相應(yīng)的封裝形式的要求，應(yīng)用端的客戶對芯片的大小有一定的限制，因此希望在提高平面整流二極管芯片的反向擊穿電壓的同時又不增加芯片尺寸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種具有高反壓終端保護膜的平面整流二極管芯片的制造方法，用來降低表面電場，同時使得終端耐壓結(jié)構(gòu)長度有較大的降低。且滿足平面整流二極管芯片的反向擊穿電壓的要求。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案為：一種平面整流二極管芯片的制造方法，所述芯片包括N型單晶硅，在所述N型單晶硅的背面通過高濃度磷摻雜擴散的方式形成N⁺重摻雜襯底陰極區(qū)，在所述N型單晶硅的正面一側(cè)通過高濃度硼摻雜擴散的方式形成P⁺陽極區(qū)，另一側(cè)通過高濃度磷摻雜擴散的方式形成N⁺截止環(huán)區(qū)，在所述N型單晶硅的正面淀積一層SIPOS鈍化層，所述SIPOS鈍化層的底部兩側(cè)搭接于P⁺陽極區(qū)和N⁺截止環(huán)區(qū)上，在所述SIPOS鈍化層的正面依次向上淀積相同面積的第一二氧化硅介質(zhì)層、磷硅玻璃介質(zhì)層和第二二氧化硅介質(zhì)層，所述SIPOS鈍化層、第一二氧化硅介質(zhì)層、磷硅玻璃介質(zhì)層和第二二氧化硅介質(zhì)層構(gòu)成高反壓終端保護膜，在所述P⁺陽極區(qū)和N⁺截止環(huán)區(qū)的正面露出部分、高反壓終端保護膜的兩側(cè)及正面兩側(cè)區(qū)域包覆有金屬電極層，在所述高反壓終端保護膜和金屬電極層的正面涂覆有聚酰亞胺鈍化層，所述方法包括以下步驟：

步驟一：在N型單晶硅一側(cè)進行高濃度磷摻雜擴散，形成平面整流二極管芯片的N⁺重摻雜襯底陰極區(qū)；

步驟二：在N型單晶硅另一側(cè)進行高濃度硼和高濃度磷的摻雜擴散，形成平面整流二極管芯片的P⁺陽極區(qū)和N⁺截止環(huán)區(qū)；

步驟三：將前面硅表面生長的二氧化硅層通過酸處理的方式全部泡除，選用硅烷和笑氣通過一定的配比，采用低壓化學(xué)氣相淀積設(shè)備，在硅表面淀積一層SIPOS鈍化層；

步驟四：在SIPOS鈍化層⑤上面通過常壓化學(xué)氣相淀積設(shè)備，在SIPOS鈍化層上面淀積一層二氧化硅介質(zhì)層、一層磷硅玻璃介質(zhì)層、一層二氧化硅介質(zhì)層；

步驟五：對前面生長的多層介質(zhì)層進行退火工藝，使得介質(zhì)層更致密。然后通過刻蝕的方法將平面整流二極管芯片P⁺陽極區(qū)的金屬電極引線孔刻出，通過金屬淀積及金屬刻蝕的方法刻蝕出金屬電極層，最后通過合金工藝形成平面整流二極管芯片的陽極。

步驟六：在平面整流二極管芯片的最外層涂覆一層聚酰亞胺光刻膠，通過光刻、顯影以及高溫固化工藝，最后形成聚酰亞胺鈍化層。

優(yōu)選地，所述N⁺重摻雜襯底陰極區(qū)的摻雜濃度為：0.3-0.5Ω/□，摻雜深度為：170-200μm。

優(yōu)選地，所述P⁺陽極區(qū)的摻雜濃度為：18-28Ω/□，摻雜深度為：15-30μm；N⁺截止環(huán)區(qū)的摻雜濃度為：8-10Ω/□，摻雜深度為：4-10μm。

優(yōu)選地，所述低壓化學(xué)氣相淀積是將硅烷和笑氣按照6:1-2:1的氣體流量比例，在600℃-700℃的溫度下進行反應(yīng)，所述SIPOS鈍化層的厚度范圍為0.2μm~0.6μm。

優(yōu)選地，所述常壓化學(xué)氣相淀積是將硅烷、磷烷和氧氣按照2:5:30的氣體流量比例，在400℃-500℃的溫度下進行反應(yīng)，三層介質(zhì)層的厚度范圍均為：0.1μm~0.5μm。