[發明專利]體內擊穿玻鈍二極管及制造方法

在審

• 申請號: 202110483931.1
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113206157A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 劉德軍;龔昌明;袁正剛;李應明;洪杜橋;夏靜
• 申請（專利權）人: 中國振華集團永光電子有限公司（國營第八七三廠）
• 主分類號: H01L29/861
• 分類號: H01L29/861;H01L29/06;H01L29/45;H01L23/31;H01L23/488;H01L23/49;H01L21/336;H01L21/50;H01L21/56
• 代理公司: 貴州派騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 張祥軍

本發明提供了一種體內擊穿玻鈍二極管及制造方法，該玻鈍二極管包括管芯、電極引線，電極引線設于管芯的兩端，管芯與電極引線的外周包覆有鈍化玻璃，管芯兩端的電極引線分別伸出鈍化玻璃；管芯的正面中部為P+突變結，圍繞P+突變結設有一圈P區緩變結，P+突變結的端面設有鋁片，管芯的背面為N+區擴散。本發明在管芯P面的中心位置裝上鋁片，在裝電極引線、管芯燒焊時，P面與鋁片又合金形成P+突變結，P面周圍的區域仍然是P區緩變結；N型硅片襯底的背面形成N+區，與電極引線形成良好的歐姆接觸；在相同襯底N區電阻率下，P區的反向擊穿電壓高于P+的的反向擊穿電壓；從而實現了體內擊穿，大大提高了二極管的成品率及使用可靠性。

技術領域

本發明涉及二極管技術領域，具體涉及一種體內擊穿玻鈍二極管及制造方法。

背景技術

玻璃鈍化實體封裝二極管簡稱玻鈍二極管，具有高溫穩定性、抗輻照能力強、可靠性高、成本低等特點，廣泛應用于中高端領域。玻璃鈍化實體封裝二極管為臺面型二極管，管芯裂片后PN結是暴露在管芯的側面的，需要對PN結的臺面進行腐蝕、清洗、鈍化保護。由于①離子沾污，②鈍化材料的鈍化程度、絕緣強度限制，③鈍化材料與硅的匹配程度差異，由于這些原因，PN結的臺面成為了二極管最薄弱的地方，往往反向擊穿都是臺面先于體內擊穿；而體內擊穿是可以恢復的，臺面擊穿往往都是破壞性的，最終導致二極管失效，大大降低了二極管的成品率及使用可靠性。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種體內擊穿玻鈍二極管及制造方法。

本發明通過以下技術方案得以實現。

本發明提供了一種體內擊穿玻鈍二極管，包括管芯、電極引線，所述電極引線設于管芯的兩端，管芯與電極引線的外周包覆有鈍化玻璃，管芯兩端的電極引線分別伸出鈍化玻璃；所述管芯的正面中部為P+突變結，圍繞P+突變結設有一圈P區緩變結，P+突變結的端面設有鋁片，管芯的背面為N+區擴散。

所述N+區擴散端部均勻地設有一層金屬化鋁。

所述P+突變結為鋁片在P區緩變面上燒焊擴散形成。

所述電極引線包括銅引線、鉬柱，鉬柱一端與管芯連接，另一端與銅引線連接，鉬柱側面被包覆于鈍化玻璃內，銅引線伸出鈍化玻璃。

所述銅引線與鉬柱之間通過銀銅焊片角焊縫焊接。

位于管芯正面的鉬柱與鋁片連接，鋁片周圍為鈍化玻璃。

本發明還提供了上述體內擊穿玻鈍二極管的制造方法，包括如下步驟：

步驟一、單晶片，選擇電阻率為0.005Ω·cm～500Ω·cm的N型單晶硅，進行磨片處理；

步驟二、磷硼擴散，得到N型擴散的硅片，磷面結深為30μm，方塊電阻≤3Ω/□，硼面結深為25μm，方塊電阻≤5Ω/□；

步驟三、噴砂，用壓縮空氣攜帶金剛砂去除硼擴散面形成的硼硅玻璃層；

步驟四、蒸鋁與合金，在保留的磷擴散面蒸鋁，細磨面不蒸鋁，鋁層厚度為6～16μm，蒸鋁后在高溫下進行合金處理；

步驟五、裂片，裂片后用HF：HNO3＝1：5(體積比)的腐蝕劑腐蝕80～180S，腐蝕后用大量冷去離子水沖洗，酒精脫水烘干；

步驟六、裝模，在管芯的P面中部裝配鋁片，然后將電極引線裝配在管芯兩端，裝配后在高溫下進行燒結處理；(裝模后如圖2所示，圖中該步驟還未形成P+突變結，正面為P區，反面為N+區擴散。)

步驟七、放入腐蝕劑中進行臺面腐蝕，腐蝕后用熱去離子水沖洗，并用熱去離子水煮沸5次，用熱、冷去離子水交叉沖洗半小時以上，然后放入鈍化液中鈍化處理；