[發(fā)明專利]一種高結(jié)溫雪崩二極管芯片組件及其制造方法

在審

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• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN107658346A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設計）人: 吳家健;沈怡東;潘蔡軍;朱倩;歐陽瀟
• 申請（專利權(quán)）人: 捷捷半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/861
• 分類號: H01L29/861;H01L23/49;H01L21/329
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司32243
• 代理人: 盧海洋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高結(jié)溫雪崩二極管芯片組件及其制造方法，屬于功率半導體器件領(lǐng)域。

背景技術(shù)

雪崩二極管廣泛應用于高頻電路的瞬態(tài)電壓保護和浪涌防護，同時也廣泛應用于汽車電子、LED照明、太陽能光伏、通訊電源、開關(guān)電源、家用電器等多個領(lǐng)域。近年來，很多應用領(lǐng)域提出了高結(jié)溫、低漏電、低成本的要求。

目前市場上銷售的二極管芯片結(jié)構(gòu)為，硅片（N⁺-N-P）正面及背面沉積金屬鎳或沉積Ti-Ni-Ag，二極管芯片四周側(cè)壁均勻覆蓋玻璃鈍化層。此結(jié)構(gòu)的二極管芯片由于臺面采用玻璃鈍化保護的方式，導致耐高溫性能較差，只能在Tj=125℃環(huán)境下工作，在高溫下工作會出現(xiàn)反向電流快速升高的情況，極易失效。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種高結(jié)溫雪崩二極管芯片組件及其制造方法。

本發(fā)明的一種高結(jié)溫雪崩二極管芯片組件，包括正面金屬片、二極管擴散圓片和背面金屬片；所述二極管擴散圓片的兩面均設有鎳膜；所述兩層鎳膜的外側(cè)面與正面金屬片、背面金屬片的內(nèi)側(cè)面設有焊料層；所述正面金屬片上設有應力吸收槽路，應力吸收槽路上設有溝槽，溝槽上設PN結(jié)聚酰亞胺鈍化層。

作為本發(fā)明的一種改進，正面金屬片和背面金屬片的厚度為125μm～500μm，其尺寸與二極管擴散圓片一致。

作為本發(fā)明的再次改進，正面金屬片和背面金屬片為晶圓級的內(nèi)引線金屬電極片。

本發(fā)明的一種高結(jié)溫雪崩二極管芯片組件的制造方法，包括以下步驟：

（1）取（P⁺-N-N⁺）的二極管擴散圓片作基片，厚度為150μm～350μm；

（2）用化學鍍、真空蒸鍍或濺射的方法，將二極管擴散圓片的正反面鍍上鎳膜，，厚度為0.5μm～1μm，鍍鎳膜后圓片的厚度151μm～352μm；

（3）使用真空燒結(jié)或回流焊的方法，在焊料層用焊料【Pb（90%～97%）、Sn（3%～7.5%）、Ag（0%～2.5%）】把鍍有鎳膜的二極管擴散圓片分別與正面金屬片、背面金屬片的內(nèi)側(cè)面焊接在一起形成圓形片，焊料厚度為20μm～60μm，圓形片總厚度為441μm～1472μm；

（4）在正面金屬片上沿著應力吸收槽路用寬刀切割到深度242.55μm～809.6μm形成溝槽；

（5）用堿液對溝槽內(nèi)的側(cè)壁和底部進行腐蝕、沖洗、烘干；

（6）在溝槽的側(cè)壁和底部涂聚酰亞胺并固化，形成PN結(jié)聚酰亞胺鈍化層；

（7）用窄刀劃切分離芯片組件。

和已有同類產(chǎn)品相比較，本發(fā)明的二極管芯片具有高結(jié)溫、高浪涌、低漏電、低成本等特點。該制造方法工藝步驟簡單，加工方便，并改善了產(chǎn)品的高溫性能和通流能力。

本發(fā)明的有益效果：（1）本發(fā)明采用聚酰亞胺作為鈍化層，避免了玻璃鈍化固有的高溫漏電大，膨脹應力大等缺陷，提升了二極管結(jié)溫；（2）本發(fā)明減少所有光刻，節(jié)約了成本，同時避免了光刻不良引入的缺陷，帶來了極大的經(jīng)濟效益；（3）本發(fā)明引入晶圓級的內(nèi)引線金屬電極片作為本發(fā)明的金屬片，減少了臺面工藝帶來的翹曲、碎片，提高浪涌能力，提高成品率，并方便后續(xù)封裝工藝。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的二極管擴散圓片的縱向結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的高結(jié)溫雪崩二極管芯片組件（分離前）的縱向結(jié)構(gòu)剖面圖。

圖3為本發(fā)明的高結(jié)溫雪崩二極管芯片組件（分離后）的縱向結(jié)構(gòu)剖面圖。

圖4為正面（背面）金屬片示意圖。

其中：A：二極管擴散圓片，B-1：二極管擴散圓片正面鎳膜，B-2：二極管擴散圓片背面鎳膜，C-1、C-2：焊料層，D：正面金屬片，E：背面金屬片，F(xiàn)：聚酰亞胺鈍化層，1.應力吸收槽路，2.溝槽。

具體實施方式

為加深對本發(fā)明的理解，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的保護范圍的限定。

實施例1

如圖1至圖4所示，本發(fā)明的一種高結(jié)溫雪崩二極管芯片組件，包括：正面金屬片D、二極管擴散圓片A和背面金屬片E；二極管擴散圓片A的兩面均設有鎳膜：二極管擴散圓片正面鎳膜B-1和二極管擴散圓片背面鎳膜B-2。兩層鎳膜B-1、B-2的外側(cè)面與正面金屬片D、背面金屬片E的內(nèi)側(cè)面設有焊料層C-1、C-2；正面金屬片D上設有應力吸收槽路1，應力吸收槽路1上設有溝槽2，溝槽2上設有聚酰亞胺鈍化層F。